1. AMS 4900 Materialgrundlagen
AMS 4900 ist eine Materialspezifikation für die Luft- und Raumfahrt, die handelsübliches reines Titan in Blech-, Streifen- und Plattenform abdeckt, das im geglühten Zustand geliefert wird. Das Material kombiniert gute Korrosionsbeständigkeit mit mäßiger Festigkeit und ausgezeichneter Formbarkeit und wird für Leitungen, Verkleidungen, Schilde und Strukturteile verwendet. Da die Spezifikation die Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften streng kontrolliert, ist das Umformverhalten von Hitze zu Hitze konsistent, was die Prozessentwicklung vereinfacht.
2. Methoden der Kaltumformung
Handelsüblich reines Titan kann durch Abkanten, Rollformen, Streckformen und Gummipolsterformen kaltumgeformt werden. Die Materialarbeit-härtet während des Formens aus, so dass bei schweren Formen möglicherweise ein Zwischenglühen erforderlich ist. Die Rückfederung ist größer als bei Stahl gleicher Dicke, daher muss das Werkzeug das Teil über-biegen oder der Prozess muss wiederholt werden, um den endgültigen Winkel zu erreichen. Scharfe Radien sollten vermieden werden und großzügige Biegeradien verringern die Gefahr von Rissen an der Außenfaser.
3. Warmumformmethoden
Die Warmumformung wird für enge Radien, dicke Abschnitte und komplexe Formen eingesetzt, die nicht kalt umgeformt werden können. Das Blech wird erhitzt, typischerweise im Bereich von 540 bis 815 Grad, und im heißen Zustand umgeformt, was die Fließspannung und die Rückfederung verringert. Mit der Warmformatierung kann die Form von kaltgeformten Teilen korrigiert werden. Das Material muss während des Erhitzens vor übermäßiger Oxidation geschützt werden und das geformte Teil wird anschließend gereinigt, um die Oxidschicht zu entfernen.
4. Glühen und Spannungsabbau
Kaltverformung erhöht die Festigkeit und Härte des Materials, verringert jedoch die Duktilität. Daher werden stark verformte Teile geglüht oder spannungsarm geglüht, um die Formbarkeit und Dimensionsstabilität wiederherzustellen. Zwischen den Umformschritten wird ein Rekristallisationsglühen eingesetzt und das fertige Teil dort spannungsarm geglüht, wo es die Spezifikation erfordert. Die Wärmebehandlung wird im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre durchgeführt, um die Oberfläche sauber zu halten.
5. Werkzeuge und Schmierung
Werkzeuge für die Titanumformung verwenden gehärtete Matrizen mit glatten, polierten Oberflächen und werden geschmiert, um Abrieb und Riefenbildung zu verhindern. Chlor-freie Schmierstoffe werden bevorzugt, da restliche Chloride die Titanoberfläche angreifen können. Beim Pressformen werden Gummipolster und Polyurethanblöcke verwendet, um die Last zu verteilen und die Oberfläche zu schützen. Die Werkzeuggeometrie berücksichtigt die Rückfederung des Materials und Prototypenteile werden vor der Produktion ausprobiert.
6. Kanten- und Oberflächenvorbereitung
Die Kanten des Blechs werden vor dem Formen entgratet und geglättet, da scharfe Grate Risse im geformten Radius verursachen. Die Oberfläche muss sauber und frei von Zunder, Öl und eingelagerten Partikeln sein. Nach der Umformung wird das Teil auf Risse, Falten und unzulässige Ausdünnungen untersucht und die Oberfläche wird auf den angegebenen Zustand gereinigt. Die fertigen Teile werden anhand der Zeichnung überprüft und mit der erforderlichen Dokumentation freigegeben.
AMS 4900 deckt handelsübliche Flachprodukte aus Reintitan im geglühten Zustand ab.
Die Kaltumformung erfordert größere Biegeradien und einen Rückfederungsausgleich.
Die Warmumformung bei 540 bis 815 Grad ermöglicht enge Radien und komplexe Formen.
Häufig gestellte Fragen
F: Was deckt AMS 4900 ab?
AMS 4900 umfasst handelsübliches Reintitan in Blech-, Streifen- und Plattenform, das in geglühtem Zustand für Luft- und Raumfahrtanwendungen geliefert wird.
F: Kann AMS 4900-Titan kaltgeformt werden?
Ja, es kann kalt gebogen, rollgeformt und streckgeformt werden, mit größeren Biegeradien und mehr Rückfederungskompensation als Stahl.
F: Warum wird Warmumformung eingesetzt?
Durch die Warmumformung werden Fließspannung und Rückfederung reduziert, was enge Radien und komplexe Formen ermöglicht, die sich nur schwer kalt umformen lassen.
F: Welcher Temperaturbereich wird für die Warmumformung verwendet?
Typische Warmumformtemperaturen liegen für technisch reines Titan im Bereich von 540 bis 815 Grad.
F: Warum ist nach einer starken Umformung ein Glühen erforderlich?
Durch die Kaltumformung wird das Material gehärtet und die Duktilität verringert, so dass durch das Glühen die Formbarkeit für die weitere Umformung oder den Einsatz wiederhergestellt wird.
