英航空航天公司研究出用超塑法制造轻合金部件的技术

【英国《新科学家》九月八日文章】题：“超塑法”已可供使用
英国航空航天公司正在建立一座制造钛部件的工厂，这种部件比铝部件还轻，而且也更便宜。这项工艺是利用这样一个现象：在大约九百五十摄氏度，钛就会成为“超塑性”的，这样它就会象熔化的玻璃一样流动。互相分开的几片金属相接触，就会熔合在一起，焊接得非常好。
这些性质综合在一起，就使这家公司能够在一道工序中生产出复杂的形状，而无需碾磨或焊接。
这种新的设施是设在英国航空航天动力集团的哈菲尔德工厂里。这个集团是制造导弹和供其他航空与航天产品使用的部件的。
钛比铝还要贵，但是制成的部件的成本却比铝低百分之四十，因为它的浪费要少，花的劳动也少一些。
钛的部件还比铝的部件轻百分之二十五。用超塑方法成形和扩散焊接的钛取代了钢以后，成本可节约百分之六十五，重量可减轻百分之四十五。
这座新工厂有四个主要工序段，英国航空航天公司已经设计和制造了它自己的机器人，以把部件从一个工段输送到另一工段。一个操作人员把一片片金属放入铸模，然后把铸模放在机器人上。机器人是在轨道上滑行的。
然后机器人滑到一个中央转台处，向左转九十度，接近一个预热炉。它下令预热炉把门打开，把铸模放进去。在铸模达到了压床的工作温度以后，机器人就立即把铸模取回，沿轨道滑回到中央转台外，向右转九十度，把铸模放在该厂的一百五十吨压床上。
可以从两方面向铸模施加压力，即通过压床的两个电热板和氩气加压。氩气还可从加工过程中排出空气，以阻止钛的氧化。金属在超塑温度下十分活泼，能够吸收它自己的氧化膜，呈现干净的表面，以利于扩散焊接的进行。
冶金专家们不能充分了解这种金属产生怎样的变化，从而产生高度的延性，导致超塑的形成。但是产生超塑性的合金都有小的晶体颗粒。造成变形的滑移主要发生在颗粒的界面。通常使用的材料，为铝或钢合金，在用模型加工时只能拉伸大约百分之五，如果预先加热，则可以拉伸百分之十五。可是，用超塑形成法，有可能拉伸十倍以上。
在进行超塑成形和扩散焊接（当形成复杂的形状时可能需要多达十个小时的时间）之后，机器人把成品收集起来，贮存在一个冷却区。唯一的进一步处理是把这个组件放在酸里蘸一下，消除微小的污染和除去多余的金属。模型通过蒸汽鼓风吹净之后还可以重新使用。用这种方法制成的组件十分精确，完全符合所需要的形状。
用超塑法还可以形成特种合金铝和不锈钢板，但是在目前，用扩散焊接法却不可能做到这点，因为表面上积着氧化物。
英国航空航天公司正在进行研究，它希望，研究结果将会解决这些问题。