什么是超塑性成形(Superplastic Forming)？

超塑性成形是一种特殊的金属加工工艺，它可以使铝等金属合金的板材拉伸到常规合金的10倍以上，而不会降低金属的材料性能。该工艺允许制造复杂的金属零件，这样就不需要螺栓和紧固件将单个金属零件连接到一个更大的单元中。这种性质的金属成形最常用于航空航天工业，也可用于高性能运动设备，以及能源、国防和医疗部门。超塑性成形可用于将金属板成形为复杂形状。用于超塑性成形的金属加工科学可分为三种变形条件：微重力、相变和内应力超塑性。金属最重要的方法是微重力超塑性，其中晶粒结构尺寸为10微米或更小。金属的温度也必须大约为所形成金属合金熔点的一半，应变速率在0.001到0.0001之间。这些条件限制了具有超塑性的合金类型的少数。塑料通常使用热成形。金属板超塑性成形的工业过程包括真空和热成形、深冲和扩散连接。真空成形利用气体压力的变化将金属成形成模具，而热成型使用的是热塑性塑料制造的传统工艺。这两种方法都是热金属气体成形的变体，其优点是只需一次模具操作即可制造出零件拉深是金属成形中的常规方法，适用于超塑性成形。它需要应变硬化才能实现超塑性。然而，在这一过程中，金属零件可能会变薄和断裂，因此，它通常不是首选。扩散连接最初不是一种金属板成形工艺，但已经适应了它的用途。铝镁合金通常与这种方法一起使用，在超塑性过程中其延伸率可达600%，但通常不超过300%。由超塑性成形和扩散连接产生的零件可用于非结构性的汽车和飞机应用中，而且它们也不像高强度合金那样昂贵。经过超塑性成形的金属板零件有几个优点，因为它们的形状由于金属拉伸能力的提高，它们可以更精细和更大，从而降低飞机和汽车以及其他行业中金属零件的重量和成本。由于需要固定在一起的零件较少，装配时间和复杂性也降低了。多个金属零件老化时会产生应力同时，对温度变化的响应也被最小化。整个行业为该领域的各种研究和新产品做出了贡献。金属薄板形状的多功能性增加，允许在许多工业和消费产品中进行新的流线和设计创新。超塑成形也是关键为了创新空气动力学和海洋流线型。镁合金有时用于笔记本电脑机箱。