グレード 2 チタンチューブ曲げ

 

グレード 2 チタン チューブの曲げ加工は、スプリングバック、断面変形、亀裂のリスクを慎重に制御する必要がある、-高精度の塑性加工プロセスです。-これは航空宇宙や深海機器などのハイエンド製造分野で一般的に使用されています。{{3}

チタンチューブを曲げるときは、最小曲げ半径を守る必要があります。外壁に亀裂が入ったり、内壁にしわが寄ったりする恐れがあります。チューブの仕様に応じて、最小曲げ半径は通常、チューブの外径の 1.2 ～ 3.2 倍になります。

チタン合金はステンレス鋼よりも大幅に高いスプリングバックを示し、通常は 5 度から 15 度、またはそれ以上の範囲です。スプリングバックを補償するには、角度の許容値をプロセス設計に組み込む必要があります。 CNC 曲げ機は通常、スプリングバック補正の計算を自動的に実行します。 300 度を超える温度に加熱すると、純チタンのスプリングバックを効果的に低減できますが、500 度を超える温度でチタン合金シートのスプリングバックを実質的に排除できます。

 

 

チタン (GR1/GR2 純チタン、GR5 およびその他の + 合金) の弾性率はスチールのわずか半分で、スプリングバック率は 10% ～ 15% (スチールよりも大幅に高い) です。室温では可塑性が低く、加工硬化が速く、脆性破壊の傾向を示します。 400 度を超えると、水素、酸素、窒素を容易に吸収し、表面の酸化と脆化、および機械的特性の低下を引き起こします。

主な変形リスク: 外側の引張応力 → 減肉/亀裂。内側の圧縮応力→肥厚/しわ;円形断面の損失- → 楕円化 / 平坦化

最小曲げ半径 (R): 純チタンの冷間曲げ: R 3d 以上 (d=外径)。 Gr5: R 3.5d 以上。熱間曲げは R 1.5 ～ 2d 以上に減らすことができます。 -薄壁セクション（t/d < 0.08）は充填するか内部ブレースする必要があります。そうしないと、しわが避けられません

スプリングバック補正: 冷間曲げには、**3 度～8 度 ** のプリセット スプリングバック角度が必要です。-熱間曲げスプリングバック 1 度以下。最小限の補償が必要です。

 

 

1.冷間曲げ加工（室温～150度）

適用条件: 薄肉チューブ（δ/D < 3%）、小さな曲げ半径（R/D 2 以上）、純チタンまたは低合金チタンチューブ-

重要な技術的ポイント:

マンドレルの選択: マルチ-ボール ジョイント マンドレルまたはチェーン-タイプのマンドレルを使用して内側をサポートし、楕円形の変形を防ぎます

金型設計: 曲げ金型溝半径=ターゲット半径 – スプリングバック許容値 (通常 5 ～ 15%)

潤滑: 二硫化モリブデン-ベースの潤滑剤またはテフロン コーティングで摩擦係数を 0.05～0.1 に低減

速度制御: 動的ひずみ老化を防ぐため、送り速度 5 mm/s 以下

2. 熱間曲げプロセス (中温成形)-

温度範囲：200～400度（チタンの再結晶温度以下）

利点:

降伏強度が 30 ～ 40% 低下します

スプリングバックを大幅に軽減（2度以内に制御可能）

肉厚の均一性を向上

3. 熱間曲げプロセス (高温成形)

温度範囲: 600 ～ 800 度 (再結晶温度以上)

用途: 厚肉チューブ、小さな半径の曲がり（R/D < 2）、複雑な空間的な曲がり-

主要なコントロール:

雰囲気保護: プロセス全体を通じてアルゴンまたはヘリウムから保護、露点 < -40 度

温度均一性: ±15度以内で局所的な過熱を防止

変形速度: 超塑性領域での結晶粒の粗大化を避けるために 0.01 ～ 0.1 m/s

4. 特殊な成形プロセス

CNCチューブ曲げ

組み合わせたプッシュ-曲げ: プレス金型が材料の流れの抵抗に対抗する追加の力を提供します

-リアルタイム補正: スプリングバックのレーザー測定を使用して曲げ角度を繰り返し調整します

多軸調整: 可変曲率による連続的な空間曲げを可能にします

 

 

1. 寸法：曲げ半径R±5％、角度±1度、楕円率 外径の5％以下、肉厚減少12％以下（外側）
2. 表面: ひび割れ、しわ、傷、スケールがないこと。酸洗い後は明るい
3. 特性: 曲げ部の機械的特性 ベース材料の 90% 以上。非破壊検査 (PT/UT) により内部欠陥がないことが確認されました。-
4. 規格: ASTM B338、AMS 4942

 

 

1. 航空宇宙

エンジン配管: Gr5 チタンチューブ、φ6–25 mm、R/D=2–3、AMS 4928 規格に準拠する必要があります

油圧システム: 冷間曲げ、Ra 0.8 μm 以下の内壁粗さが必要-

2. 化学処理装置

熱交換器コイル: Gr2 チタンチューブ、連続スパイラル曲げ、応力腐食試験を受ける必要がある

リアクター内部コイル: 残留応力を除去するための熱間曲げ + 溶体化焼鈍

3. 医療機器

整形外科用インプラント: Ti-6Al-4V ELI、超クリーン環境で曲げられ、表面は汚染されていません

外科用器具のハンドル: 精密な小さい半径の曲げ-、生体適合性の検証が必要

 

 

 

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