鈦及鈦合金的壓力加工與碳鋼、不銹鋼、常用有色金屬有所不同，主要由以下特性決定。

① 屈服強(qiáng)度較高，所需變形力較大。

② 屈強(qiáng)比大，允許的塑性變形范圍很窄。所以鈦設(shè)備一般不適用冷態(tài)沖壓加工，而需用熱成形或冷沖壓熱校形工藝。

③ 屈服極限與彈性模量之比值大，冷壓加工時(shí)彈性回彈大。

④延伸率和斷面收縮率較低，對(duì)冷態(tài)變形不利。

① 軋制板材一般具有各向異性，彎曲變形受軋制方向影響，通常是垂直于軋制方向曲比平行于軋制方向彎曲性能好。

② 對(duì)變形速度敏感。

③ 對(duì)切口及表面缺陷的敏感性高。

④ 與其他金屬的黏沾能力強(qiáng)、摩擦因數(shù)大，壓制成形時(shí)易被劃傷和產(chǎn)生黏沾等現(xiàn)象。

⑤ 有冷加工硬化傾向。

⑥ 加熱成形時(shí)具有高塑性，但在高溫下易與空氣中的(氧、氮、氫)起反應(yīng)，使鈦材被污染而力學(xué)性能降低。

（一）彎曲成形

彎曲是塑性和彈性變形相結(jié)合的加工工藝，是制造鈦制設(shè)備最常見的成形方式。在彎曲過程中，鈦材內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉，邊緣應(yīng)力最大，中間應(yīng)力為零。從而一部分產(chǎn)生塑性變形，一部分產(chǎn)生彈性變形。當(dāng)被彎的工件卸載后，會(huì)發(fā)生彈性回彈。彈性回彈使工件的體積、角度、半徑都發(fā)生變化，這種變化的差值叫回彈量?；貜椓恳话阋越嵌葋肀硎??；貜椓繉?duì)工件彎曲加工精度有很大影響，所以對(duì)工件彎曲變形時(shí)，要考慮回彈量。

工件彎曲時(shí)，影響彈性回彈量的因素很多，也相當(dāng)復(fù)雜，與材料的力學(xué)特性、材料的厚度S(或直徑D)、變形程度(彎曲半徑r與材料厚度S比值)、彎曲工件的形狀(單角彎曲或多角彎曲)、彎曲方法(自由彎曲或模子沖彎)、彎曲條件(溫度、速度)等諸多因素有關(guān)。

目前，鈦的彈性回彈量的計(jì)算尚未有準(zhǔn)確的公式，只能依靠經(jīng)驗(yàn)（或試驗(yàn)）的方法確定。從試驗(yàn)數(shù)值來看，鈦的彎曲回彈量比不銹鋼高出1~2倍，一般回彈角為 15°左右。在加熱到300℃以上可消除純鈦的回彈;在500℃以上可消除鈦合金板的回彈。

1.鈦管材彎曲

鈦及鈦合金管材彎曲，可用加工不銹鋼管的彎管機(jī)來實(shí)現(xiàn)。鈦管材的彎曲角度一般可以大于 90°，但必須滿足最小彎曲半徑的要求。

鈦管材彎曲時(shí)內(nèi)側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力，外側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在這些應(yīng)力作用下管子彎曲截面會(huì)變?yōu)闄E圓形；外側(cè)管壁減薄，內(nèi)側(cè)管壁增厚；有時(shí)會(huì)出現(xiàn)波浪度。管子截面變形大小與相對(duì)彎曲半徑（管子中心處彎曲半徑與管子外徑之比）及相對(duì)厚度值（管子壁厚與管子外徑之比有關(guān)），相對(duì)彎曲半徑及相對(duì)厚度值愈小，變形愈劇烈，極限情況下外壁破裂或內(nèi)壁失穩(wěn)起皺。

2.鈦管冷彎

鐵管冷彎需滿足最小彎曲半徑的要求，且鈦管直徑小于50mm。冷彎后最好進(jìn)行消應(yīng)力退火處理。冷彎分無芯冷彎和有芯冷彎兩種。對(duì)于有芯冷彎，也可采用填料代替芯軸，填料裝人管內(nèi)必須夯實(shí)封牢，使其不易竄動(dòng)，起到阻止變形的目的。填料的種有石英砂、低熔點(diǎn)合金、樹脂、橡膠、液體等。

1. 鈦管熱彎

當(dāng)彎曲半徑較小，管子直徑大于50mm且彎曲角度較大、厚壁管材或由于管件規(guī)格尺寸、材質(zhì)等原因，冷彎難以獲得優(yōu)質(zhì)彎頭時(shí)，應(yīng)采取熱彎。熱彎時(shí)加熱應(yīng)緩慢均勻熱透，管件彎制后表面應(yīng)作檢測(cè)。采用中頻感應(yīng)加熱和火焰加熱彎管是一種加熱、彎曲、冷卻連續(xù)進(jìn)行的彎管過程。由于管子被加熱環(huán)帶很窄，兩側(cè)溫度低、剛性大、限制了截面變形和褶皺的產(chǎn)生，故管件內(nèi)部無需支撐。此類彎曲需在專門設(shè)備上進(jìn)行。彎曲過程按受力分為拉彎和推彎。

加熱溫度一般為177~350℃（鈦合金可加熱到427℃），此時(shí)屈服強(qiáng)度可降低25%~50%，塑性也好，回彈角很小，且氣體污染也小。當(dāng)需彎曲更大的管，要求大大降低變形阻力時(shí)，純鈦加熱溫度可達(dá)500~650℃，鈦合金可達(dá)550~750℃，此時(shí)屈服強(qiáng)度可降低70%~80%。但表面必須涂保護(hù)涂層，加熱爐保持微氧化氣氛，加熱時(shí)間要短。

當(dāng)管壁較薄，彎曲半徑較小并且彎曲度較大，管內(nèi)必須灌砂充實(shí)后再進(jìn)行彎曲，以防止管子被壓扁或折皺。

2. 其他彎曲方法

對(duì)較小的彎頭，截面變形嚴(yán)重，管壁減薄量大，常用型模壓制、型模擠彎法和芯棒推擠法。

（1）型模壓制彎頭

先將坯料按圖備料，分兩次熱壓完成，即在垂直平面內(nèi)彎曲和在水平平面內(nèi)矯形。

（2）型模擠彎法

管坯在擠壓力作用下強(qiáng)制沿彎曲孔道變形而成。管子受擠壓彎曲，從而改善了管件外壁厚減薄量及橢圓度。

（3）采用芯棒推擠法

管坯邊加熱邊向前移動(dòng)，從牛角芯棒處擠出，由于手推力及芯棒阻力的作用，使管坯產(chǎn)生周向擴(kuò)張和軸向彎曲變形，將小直徑管坯擠推成大直徑彎頭，管坯內(nèi)側(cè)壁外側(cè)加熱溫度高，內(nèi)側(cè)金屬向兩側(cè)移動(dòng)，部分金屬重新分布，故只要選擇合適的管坯，就能得到管壁厚度均勻一致的彎頭。

總之，對(duì)于鈦管材彎曲，生產(chǎn)中常用的彎曲方法有：

①用壓力機(jī)冷壓或熱壓，適用于相對(duì)彎曲半徑大于10的情況。

②在型模用壓力機(jī)冷擠壓，適用于相對(duì)彎曲半徑大于1的情況。

③在卷板機(jī)或型鋼彎曲機(jī)上，用帶槽滾輪滾彎，適用于相對(duì)彎曲半徑大于10的情況，特別是螺旋管。

④用彎管機(jī)彎曲，冷彎適用于相對(duì)彎曲半徑大于2，熱彎充砂適用于相對(duì)彎曲半徑大于4 的情況。

⑤專用推擠機(jī)帶芯棒熱擠，可用于相對(duì)彎曲半徑大于1的情況。

5.卷制成形

制作圓筒、半圓筒、錐體等鈦制設(shè)備零件時(shí)，一般在卷板機(jī)上進(jìn)行冷態(tài)彎曲變形。常用的卷板機(jī)可分為三輥卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)兩類。

卷板前必須將滾筒打磨光滑，并清洗干凈。由于鈦板的回彈大，因此卷板前應(yīng)將兩端在模具上先預(yù)彎后再卷板，另外對(duì)于曲率半徑小的鈦復(fù)合板制簡(jiǎn)體，為預(yù)防復(fù)合剝離，在卷板時(shí)一次壓下量不宜過大，應(yīng)采取少壓多滾的原則。另一方面在滾圓時(shí)不停留在未復(fù)合部位，以免引起松動(dòng)面積的擴(kuò)大和復(fù)合層的剝落。

（1）鈦板卷板

對(duì)于鈦及鈦合金板材，為了使彎曲板材表面產(chǎn)生的變形量ε小于等于2.5%，按板厚與筒體直徑之間的允許比例R=0.5S/ε，則簡(jiǎn)體的直徑不應(yīng)小于40~50S。當(dāng)筒體的直徑小于上述數(shù)值時(shí)，要求彎曲后進(jìn)行消應(yīng)力退火。若鈦板較厚，卷板曲率半徑（r/S）較小，并且板材上有焊縫時(shí)，要盡可能加熱成形，以免產(chǎn)生裂紋和較大的回彈量。加熱溫度與彎管的加熱溫度相同。

（2）鈦-鋼復(fù)合板卷板

① 鈦鋼復(fù)合板卷板時(shí)由于鈦與鋼的強(qiáng)度不一致，會(huì)導(dǎo)致中性層偏移。一般偏向鋼側(cè)，這樣卷出的簡(jiǎn)節(jié)直徑偏大。因此其簡(jiǎn)節(jié)展開長(zhǎng)要短一點(diǎn)。其與采用的卷板機(jī)形式也有關(guān)。

②為預(yù)防復(fù)層剝離，在卷板時(shí)一次壓下量不宜過大。在滾圓時(shí)，焊縫邊緣附近要盡可能少滾，同時(shí)不允許停留在未貼合的部位，以免引起不貼合面積的擴(kuò)大。