การวาดชิ้นส่วนทรงกระบอกลึกโดยใช้แผ่นไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม

ความสามารถในการขึ้นรูปแบบลึกของแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมสำหรับส่วนประกอบถ้วยทรงกระบอก

1. พื้นฐานของการวาดแบบลึกสำหรับแผ่นไทเทเนียม

การขึ้นรูปลึกเป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นโดยการเจาะช่องว่างแบบเรียบเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ด้วยการเจาะเพื่อสร้างส่วนประกอบทรงกระบอกกลวง สี่เหลี่ยม หรือไม่สม่ำเสมอ สำหรับแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม กระบวนการนี้เป็นเรื่องที่ท้าทายเป็นพิเศษ เนื่องจากคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพโดยธรรมชาติของวัสดุ ซึ่งแตกต่างจากวัสดุที่ดึงออกได้ลึก-ทั่วไป เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน-ต่ำหรือโลหะผสมอลูมิเนียม

ความสามารถในการขึ้นรูปของแผ่นไทเทเนียมในการขึ้นรูปลึกนั้นควบคุมโดยการทำงานร่วมกันระหว่างการเสียรูปของแรงดึงในบริเวณหน้าแปลนและการเสียรูปของแรงอัดที่ผนังถ้วย เมื่อหมัดลงมา หน้าแปลนวงแหวนจะประสบกับความเค้นแรงดึงในแนวรัศมีและความเค้นอัดตามเส้นรอบวง ส่งผลให้วัสดุไหลเข้าด้านในไปยังช่องเปิดของแม่พิมพ์ ในขณะเดียวกัน ผนังถ้วยก็จะได้รับแรงตึงในแกนเดียวเมื่อถูกดึงผ่านรัศมีแม่พิมพ์ อัตราส่วนการจำกัดการดึง ซึ่งกำหนดเป็นอัตราส่วนสูงสุดของเส้นผ่านศูนย์กลางเปล่าต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของการเจาะที่สามารถทำได้ในการดำเนินการวาดแบบครั้งเดียวโดยไม่มีการแตกหัก ทำหน้าที่เป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับความสามารถในการขึ้นรูปแบบเจาะลึก

สำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์เกรด 1 ในเชิงพาณิชย์ อัตราส่วนการดึงขีดจำกัดโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1.8 ถึง 2.2 ภายใต้สภาวะอุณหภูมิห้อง ซึ่งต่ำกว่าค่า 2.2 ถึง 2.5 อย่างมากเมื่อใช้เหล็กกล้าคาร์บอน-การขึ้นรูปที่มีคุณภาพต่ำ- เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ซึ่งสะท้อนถึงความเครียดที่ต่ำกว่าของไทเทเนียม-เลขชี้กำลังการแข็งตัว และอัตราส่วนผลผลิต-ต่อ-ความต้านทานแรงดึงที่สูงขึ้น อัลลอยด์อัลฟ่า-เบต้า เช่น Ti-6Al-4V มีความสามารถในการขึ้นรูปที่จำกัดมากยิ่งขึ้น โดยมีอัตราส่วนการดึงที่จำกัดซึ่งมักจะต่ำกว่า 1.6 ที่อุณหภูมิแวดล้อม เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงกว่าและความเหนียวลดลง

2. ลักษณะของวัสดุที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการวาดแบบลึก

พื้นผิวผลึกของแผ่นไทเทเนียมมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการวาดแบบลึก โครงสร้างผลึกปิดหกเหลี่ยม-ของไทเทเนียมมีระบบลิมิเต็ดสลิปที่อุณหภูมิห้อง โดยหลักแล้วการลื่นของฐานและปริซึม โดยที่การลื่นของพีระมิดจะมีนัยสำคัญเฉพาะที่อุณหภูมิสูงหรือภายใต้การเสียรูปที่ถูกจำกัด ผลลัพท์แบบแอนไอโซโทรปีทำให้เกิดพฤติกรรมการติดหูที่มีลักษณะเฉพาะในคัพแบบดึง โดยที่ขอบคัพแสดงการเปลี่ยนแปลงความสูงเป็นระยะซึ่งสอดคล้องกับทิศทางการวางแนวที่ต้องการ

พื้นผิวฐานที่แข็งแรงโดยมีแกน c- เอียงไปในทิศทางตามขวาง โดยทั่วไปจะทำให้มีหูทั้งสี่ใบเรียงกันที่ 0 และ 90 องศากับทิศทางการหมุน หูนี้จะต้องถูกตัดออกในการดำเนินการครั้งต่อไป ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการใช้วัสดุลดลง การควบคุมพื้นผิวผ่านกระบวนการทางกลความร้อนระหว่างการผลิตแผ่นสามารถลดความรุนแรงของหูได้ แม้ว่าการกำจัดออกโดยสมบูรณ์จะไม่สามารถทำได้ก็ตาม

เลขชี้กำลังการแข็งตัวของความเครียด- ซึ่งแสดงเป็นค่า n- จะบอกปริมาณความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปพลาสติกสม่ำเสมอก่อนเริ่มคอ โดยทั่วไปโลหะผสมไทเทเนียมจะแสดงค่า n- ต่ำกว่าเหล็กขึ้นรูปลึก- ซึ่งหมายความว่าการระบุตำแหน่งความเครียดจะเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าและช่วงการขึ้นรูปที่ปลอดภัยจะแคบกว่า อัตราส่วนความเครียดของพลาสติกหรือค่า r- เป็นการวัดความต้านทานต่อการทำให้ผอมบางเทียบกับ-การเสียรูประนาบ ค่า r- ที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความสามารถในการขึ้นรูปแบบลึกได้ดีกว่า เนื่องจากวัสดุต้านทานการผอมบางในผนังถ้วยซึ่งมีแรงดึงสูงสุด โดยทั่วไปแผ่นไทเทเนียมจะได้ค่า r- ระหว่าง 2.0 ถึง 4.0 ขึ้นอยู่กับพื้นผิวและประวัติการประมวลผล ซึ่งถือว่าดีเมื่อเทียบกับวัสดุหลายชนิด แม้ว่าความสามารถในการขึ้นรูปที่แท้จริงจะยังคงถูกจำกัดโดยปัจจัยอื่นๆ

สภาพพื้นผิวส่งผลต่อพฤติกรรมการวาดภาพอย่างมาก พื้นผิวไทเทเนียมที่ออกฤทธิ์ทางเคมีมีแนวโน้มที่จะทนต่อการตายของเหล็กกล้าเครื่องมือภายใต้ความกดดัน ซึ่งนำไปสู่การเกิดรอย การดึงออก และการแตกหักที่อาจเกิดขึ้น การบำบัดพื้นผิว รวมถึงการเคลือบแปลงฟอสเฟต สารหล่อลื่นแบบฟิล์มแข็ง หรือการก่อตัวของชั้นออกไซด์สามารถลดแนวโน้มการครูดได้ ความหยาบของพื้นผิวต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อรักษาสารหล่อลื่นในขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเค้นที่อาจทำให้เกิดการแตกร้าว

3. การจัดการการหล่อลื่นและแรงเสียดทาน

การหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับการดึงแผ่นไทเทเนียมแบบลึกได้สำเร็จ แรงกดสัมผัสสูงที่รัศมีแม่พิมพ์และส่วนต่อประสานของตัวจับยึดเปล่า รวมกับแนวโน้มของไททาเนียมต่อการสึกหรอของกาว ต้องการสารหล่อลื่นที่มีความแข็งแรงของฟิล์มและความเสถียรทางเคมีเป็นเลิศ

โดยทั่วไปแล้วน้ำมันหล่อลื่นที่มีน้ำมันแร่พื้นฐาน{0}}มักไม่เพียงพอสำหรับการดึงขึ้นรูปลึกด้วยไทเทเนียม ในอดีตมีการใช้ไขพาราฟินที่มีคลอรีนเนื่องจากมีคุณสมบัติรับแรงกดดันที่ยอดเยี่ยม- แม้ว่าความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพจะกระตุ้นให้เกิดการทดแทนด้วยสารประกอบซัลเฟอร์ไรซ์และฟอสฟอไรซ์ก็ตาม สารหล่อลื่นสังเคราะห์ที่ทำจากโพลีเมอร์- โดยเฉพาะสารที่มีอนุภาคโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีนหรือโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ให้การหล่อลื่นขอบเขตที่มีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่รุนแรง

ฟิล์มหล่อลื่นชนิดแข็งที่ใช้กับช่องว่างก่อนการวาดภาพมีข้อได้เปรียบในด้านความสม่ำเสมอของกระบวนการ การเคลือบโพลีไวนิลคลอไรด์หรือโพลีเอทิลีนสามารถยึดติดกับพื้นผิวแผ่นได้ โดยทำให้เกิดชั้นสังเวยที่แยกไททาเนียมออกจากเครื่องมือ สารเคลือบเหล่านี้จะต้องถูกเอาออกทั้งหมดหลังจากการขึ้นรูปเพื่อป้องกันการปนเปื้อนในกระบวนการผลิตหรือการบริการในภายหลัง

ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีระหว่างไทเทเนียมและเหล็กกล้าเครื่องมือภายใต้สภาวะการดึงลึกโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0.15 ถึง 0.30 โดยมีการหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพ เทียบกับ 0.05 ถึง 0.10 สำหรับเหล็กหล่อลื่น แรงเสียดทานที่สูงขึ้นนี้จะเพิ่มแรงยึดเปล่าที่จำเป็นเพื่อป้องกันการยับ ซึ่งในทางกลับกันจะเพิ่มความเค้นดึงในผนังถ้วยและลดอัตราส่วนการดึงที่ทำได้ การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างระมัดระวังของแรงกดของตัวจับยึดเปล่า โดยใช้ตัวจับยึดเปล่าแบบแบ่งส่วนหรือแบบตั้งโปรแกรมได้ หากเป็นไปได้ จะช่วยชดเชยข้อจำกัดนี้ได้บางส่วน

4. ข้อพิจารณาในการออกแบบเครื่องมือ

การออกแบบรัศมีแม่พิมพ์สำหรับการขึ้นรูปลึกด้วยไทเทเนียมต้องอาศัยความเอาใจใส่อย่างระมัดระวังเพื่อสร้างสมดุลระหว่างการโค้งงอมากเกินไปและการรองรับที่ไม่เพียงพอ รัศมีแม่พิมพ์ที่เล็กเกินไปจะทำให้เกิดความเค้นดัดงอสูงเมื่อช่องว่างไหลผ่านรัศมี ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกหักที่รัศมีการเจาะหรือผนังถ้วย ในทางกลับกัน รัศมีแม่พิมพ์ที่ใหญ่เกินไปจะช่วยลดข้อจำกัดในการไหลของวัสดุ ทำให้เกิดรอยยับในบริเวณผนังที่ไม่ได้รับการสนับสนุน สำหรับแผ่นไทเทเนียม รัศมีแม่พิมพ์โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5 ถึง 10 เท่าของความหนาของแผ่น เทียบกับ 4 ถึง 8 เท่าสำหรับเหล็ก

รัศมีการเจาะต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้เกิดความเครียดที่มุมด้านล่างของถ้วย รัศมีการเจาะกว้าง โดยทั่วไปจะประมาณ 3 ถึง 5 เท่าของความหนาของแผ่น กระจายการเสียรูปจากการโค้งงอ และลดความเครียดแรงดึงสูงสุด อย่างไรก็ตาม รัศมีการเจาะที่ใหญ่มากจะเพิ่มความสูงของผนังที่ไม่ได้รับการสนับสนุนและแนวโน้มที่จะเกิดรอยยับ

การออกแบบตัวจับยึดเปล่าต้องมีการกระจายแรงดันสม่ำเสมอทั่วทั้งหน้าแปลน การกดครั้งเดียว-ด้วยตัวจับยึดเปล่าคงที่มักจะไม่เพียงพอสำหรับไทเทเนียมเนื่องจากกรอบเวลากระบวนการที่แคบ การกดแบบกระทำสองครั้ง-พร้อมแรงยึดเปล่าที่ควบคุมโดยอิสระทำให้สามารถปรับแรงกดได้อย่างต่อเนื่องในระหว่างจังหวะการวาด ซึ่งชดเชยการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของหน้าแปลนและความหนาของวัสดุ เม็ดบีดสามารถรวมเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มความต้านทานในบริเวณที่มีแนวโน้มที่จะมีการไหลของวัสดุมากเกินไป ทำให้เกิดความสมดุลในการกระจายความเครียด

การเลือกวัสดุเครื่องมือต้องรับมือกับแนวโน้มการครูดของไทเทเนียม เหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งที่มีพื้นผิวขัดเงาและการเคลือบแข็ง เช่น ไทเทเนียมไนไตรด์ ไทเทเนียมอลูมิเนียมไนไตรด์ หรือคาร์บอนคล้ายเพชร- ให้ความต้านทานการสึกหรอดีขึ้นและลดการยึดเกาะ ในบางกรณี มีการใช้ซีเมนต์คาร์ไบด์หรือเม็ดมีดเซรามิกเพื่อการผลิตที่มีปริมาณมาก-

ระยะห่างระหว่างพันช์กับดายต้องคำนึงถึงการสปริงกลับของไททาเนียมและความแปรผันของความหนาของไทเทเนียม ค่าระยะห่างโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1.1 ถึง 1.3 เท่าของความหนาของแผ่นที่ระบุ ซึ่งใหญ่กว่าเหล็กเล็กน้อยเพื่อรองรับโมดูลัสที่ต่ำกว่าของวัสดุและอัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงขึ้น

5. การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการ

แรงจับยึดเปล่าแสดงถึงพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญที่สุดในการดึงลึกไทเทเนียม การใช้แรงไม่เพียงพอจะทำให้หน้าแปลนที่ไม่ได้รับการสนับสนุนเกิดรอยย่น ในขณะที่แรงที่มากเกินไปจะจำกัดการไหลของวัสดุและทำให้เกิดการแตกหักในผนังถ้วย แรงจับยึดเปล่าที่เหมาะสมที่สุดจะเพิ่มขึ้นในระหว่างจังหวะการวาด เนื่องจากพื้นที่หน้าแปลนลดลง และความต้านทานต่อการไหลเปลี่ยนแปลงไป ตัวจับยึดเปล่าแบบไฮดรอลิกหรือแบบนิวแมติกที่ตั้งโปรแกรมได้ช่วยให้สามารถปรับแบบไดนามิกนี้ได้

ความเร็วในการดึงมีอิทธิพลต่อการสร้างความร้อนและการตอบสนองของวัสดุ ความเร็วที่สูงขึ้นจะเพิ่มการให้ความร้อนแบบอะเดียแบติกในบริเวณการเปลี่ยนรูป ซึ่งจะทำให้ไททาเนียมอ่อนลงเฉพาะที่และปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูป อย่างไรก็ตาม ความเร็วที่มากเกินไปจะลดประสิทธิภาพของสารหล่อลื่นและอาจส่งผลให้เกิดผลกระทบแบบไดนามิก เช่น การสั่นสะเทือนหรือการเจาะ-การวางแนวแม่พิมพ์ไม่ตรง ความเร็วในการดึงไทเทเนียมโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 100 ถึง 300 มิลลิเมตรต่อวินาที ซึ่งช้ากว่าเหล็กกล้าเพื่อให้สามารถบำรุงรักษาฟิล์มหล่อลื่นและกระจายความร้อนได้อย่างเพียงพอ

จำนวนขั้นตอนการวาดที่ต้องการขึ้นอยู่กับรูปทรงของส่วนประกอบและความสามารถในการขึ้นรูปของวัสดุ การวาดขั้นตอนเดียว-จำกัดอยู่ที่อัตราส่วนการวาดปานกลาง โดยการดำเนินการวาดใหม่จำเป็นสำหรับส่วนประกอบที่ลึกกว่า การวาดซ้ำสามารถทำได้โดยตรงบนถ้วยที่ดึงออกมา-โดยไม่ต้องอบอ่อนระหว่างกลางสำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ โดยที่ความเครียดสะสมจะต้องไม่เกินความสามารถของวัสดุ โดยทั่วไป โลหะผสมอัลฟ่า-เบต้าจำเป็นต้องมีการอบอ่อนระดับกลางระหว่างดึงเพื่อคืนความเหนียว โดยมีการควบคุมบรรยากาศการอบอ่อนอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการก่อตัวของชั้นอัลฟ่า

การรีดซึ่งเป็นกระบวนการที่ช่วยลดความหนาของผนังในขณะที่ยังคงรักษาเส้นผ่านศูนย์กลางของถ้วยไว้ สามารถใช้ร่วมกับการดึงลึกเพื่อสร้างส่วนประกอบที่มีความหนาของผนังสม่ำเสมอ สิ่งนี้เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับถ้วยไทเทเนียมที่ประสิทธิภาพของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ แม้ว่าการเสียรูปเพิ่มเติมจะท้าทายขีดจำกัดความสามารถในการขึ้นรูปของวัสดุก็ตาม

6. อุณหภูมิ-ช่วยวาดลึก

การขึ้นรูปลึกด้วยอุณหภูมิที่สูงขึ้นช่วยปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปไทเทเนียมได้อย่างมากโดยการเปิดใช้งานระบบสลิปเพิ่มเติม และลดอัตราส่วนผลผลิต-ต่อ-ความต้านทานแรงดึง การอุ่นที่อุณหภูมิ 200 ถึง 400 องศาเซลเซียสสำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์สามารถเพิ่มอัตราส่วนการดึงขีดจำกัดได้ 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการทำงานที่อุณหภูมิห้อง อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม โดยโลหะผสมอัลฟ่าจะได้ประโยชน์จากอุณหภูมิที่ต่ำกว่า และโลหะผสมอัลฟ่า-เบต้าที่ต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อให้บรรลุการปรับปรุงที่สำคัญ

การวาดภาพด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 500 ถึง 800 องศาเซลเซียส ทำให้เกิดการเสียรูปมากยิ่งขึ้น แม้ว่าการก่อตัวของกรณีอัลฟ่าจะกลายเป็นปัญหาร้ายแรงก็ตาม บรรยากาศหรือการเคลือบป้องกันจะต้องป้องกันการปนเปื้อนในบรรยากาศระหว่างการให้ความร้อนและการขึ้นรูป หลังจากการดึงแบบร้อน ต้องถอดกล่องอัลฟ่าออกโดยการตัดเฉือนหรือการดองด้วยสารเคมี โดยเพิ่มขั้นตอนกระบวนการและต้นทุน

การขึ้นรูปอุ่นที่อุณหภูมิคงที่ โดยที่ทั้งเครื่องมือและชิ้นงานว่างเปล่าได้รับการเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิสูง ช่วยลดการไล่ระดับของอุณหภูมิและให้พฤติกรรมของวัสดุสม่ำเสมอ วิธีการนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนหรือวัสดุที่มีกรอบเวลาการประมวลผลแคบ แม้ว่าความซับซ้อนของเครื่องมือและรอบเวลาจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

มีการตรวจสอบการขึ้นรูปด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและวิธีการขึ้นรูปด้วยความเร็วสูง-อื่นๆ สำหรับการดึงขึ้นรูปลึกด้วยไทเทเนียม อัตราความเครียดสูงที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านี้สามารถระงับการคอและชะลอการแตกหัก ซึ่งอาจทำให้เกิดการดึงที่ลึกยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ต้นทุนอุปกรณ์และความท้าทายในการควบคุมกระบวนการมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างจำกัด

7. โหมดข้อบกพร่องและความล้มเหลว

การย่นที่หน้าแปลนหรือบริเวณผนังเป็นผลมาจากแรงยึดจับเปล่าไม่เพียงพอหรือการไหลของวัสดุมากเกินไป รอยยับที่รุนแรงอาจล็อคเข้ากับวัสดุและทำให้เกิดการฉีกขาดเมื่อถูกดึงเข้าไปในโพรงแม่พิมพ์ รอยยับเล็กน้อยอาจถูกรีดออกในการดำเนินการครั้งต่อไป แต่ทำให้เกิดความหนาและความเข้มข้นของความเครียดที่แตกต่างกัน

การฉีกขาดที่รัศมีการเจาะหรือผนังถ้วยแสดงถึงขีดจำกัดสูงสุดของการขึ้นรูป โหมดความล้มเหลวนี้เริ่มต้นเมื่อความเค้นดึงในผนังเกินความแข็งแรงเฉพาะที่ของวัสดุ โดยทั่วไปจะอยู่ที่รัศมีการเจาะซึ่งมีการดัดงอและความเค้นดึงทับซ้อนกัน การฉีกขาดอาจนำหน้าด้วยคอที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น แม้ว่าค่าความเครียดที่ค่อนข้างต่ำของไททาเนียม-เลขชี้กำลังการแข็งตัวหมายความว่าการคอจนเกิดความล้มเหลวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเริ่มต้น

การให้คะแนนพื้นผิวและการครูดเกิดขึ้นจากการหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือวัสดุเครื่องมือที่เข้ากันไม่ได้ ข้อบกพร่องเหล่านี้ทำให้คุณภาพพื้นผิวลดลงและสามารถทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าวภายใต้การโหลดแบบวนรอบ ในกรณีที่รุนแรง การครูดจะทำให้วัสดุถ่ายโอนจากแผ่นไทเทเนียมไปยังแม่พิมพ์ ส่งผลให้รูปทรงของเครื่องมือและคุณภาพของชิ้นส่วนลดลงอย่างต่อเนื่อง

การแปรผันของความสูงเป็นระยะที่ขอบคัพ เป็นผลจากแอนไอโซโทรปีทางผลึกศาสตร์ แม้ว่าจะไม่ใช่ข้อบกพร่องในแง่ของความสมบูรณ์ของโครงสร้าง แต่หูจำเป็นต้องได้รับการตัดแต่งและลดผลผลิตของวัสดุ สามารถลดความรุนแรงลงได้ด้วยการควบคุมพื้นผิวระหว่างการผลิตแผ่นงาน หรือชดเชยด้วยการปรับรูปร่างให้เหมาะสมที่สุด

การสปริงกลับหลังการวาดจะส่งผลต่อความแม่นยำของขนาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่มีข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวด โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำของไททาเนียมรวมกับความแข็งแรงให้ผลผลิตสูงจะให้แรงสปริงกลับมากกว่าเหล็ก การชดเชยผ่านการปรับเปลี่ยนรูปทรงของเครื่องมือหรือ-หลังการสอบเทียบการขึ้นรูปอาจจำเป็น

8. การเลือกวัสดุสำหรับการใช้งานการวาดแบบลึก

ไทเทเนียมบริสุทธิ์เกรด 1 เชิงพาณิชย์มีความสามารถในการขึ้นรูปลึกได้ดีที่สุดในบรรดาวัสดุไทเทเนียม โดยมีปริมาณออกซิเจนต่ำ ให้ความเหนียวสูงและมีความแข็งแรงของผลผลิตต่ำ เกรดนี้เป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่ยอมรับความแข็งแรงปานกลางและความสามารถในการขึ้นรูปเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เช่น อุปกรณ์แปรรูปทางเคมี องค์ประกอบทางสถาปัตยกรรม และผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภค

ไทเทเนียมเกรด 2 ให้ความสมดุลระหว่างความสามารถในการขึ้นรูปและความแข็งแรง โดยมีปริมาณออกซิเจนที่สูงขึ้นเล็กน้อย ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตโดยมีต้นทุนความเหนียวเล็กน้อย เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับส่วนประกอบที่เจาะลึก-ซึ่งต้องการประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างระดับปานกลาง

ไทเทเนียมเกรด 4 ที่มีปริมาณออกซิเจนสูงสุดในบรรดาเกรดที่ไม่เจือ มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นแต่ความสามารถในการขึ้นรูปลดลงอย่างมาก การขึ้นรูปลึกเกรด 4 ต้องใช้อุณหภูมิสูงหรือหลายขั้นตอนด้วยการอบอ่อนระดับกลาง

โดยทั่วไปโลหะผสม Ti-6Al-4V และอัลฟ่า-เบต้าไม่เหมาะสำหรับการขึ้นรูปลึกที่อุณหภูมิห้องทั่วไป เนื่องจากมีความเหนียวและมีความแข็งแรงสูงจำกัด เมื่อต้องใช้รูปทรงที่วาดลึก-จากโลหะผสมเหล่านี้ ต้องใช้พลาสติกซุปเปอร์ที่ก่อตัวที่อุณหภูมิ 850 ถึง 950 องศาเซลเซียส หรือการขึ้นรูปร้อนพร้อมการปกป้องบรรยากาศ ส่วนประกอบที่ได้จะนำไปใช้ในภาชนะรับความดันในอวกาศ ส่วนประกอบไอเสีย และโครงสร้างประสิทธิภาพสูงอื่นๆ- ซึ่งอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักของโลหะผสมเป็นตัวกำหนดการประมวลผลที่ซับซ้อน

โลหะผสมไทเทเนียมเบต้า เช่น Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn มีความสามารถในการขึ้นรูปเย็นที่ดีขึ้นในสภาวะที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลาย เนื่องจากมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัวถังพร้อมระบบสลิปที่ครอบคลุมมากขึ้น โลหะผสมเหล่านี้สามารถดึงออกมาได้ลึกในสภาพที่อ่อนนุ่มและต่อมาจึงบ่มเพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูง ทำให้เกิดเส้นทางการประมวลผลที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานบางประเภท

9. การประกันคุณภาพและการทดสอบ

การทดสอบการได้ยินทำได้โดยการวาดช่องว่างแบบวงกลมและวัดโปรไฟล์ความสูงของหูที่ได้ เพื่อหาปริมาณแอนไอโซโทรปี และคาดการณ์พฤติกรรมการวาดแบบลึก โดยทั่วไปค่าดัชนี Earing ที่สูงกว่า 10 เปอร์เซ็นต์บ่งชี้ถึงภาวะแอนไอโซโทรปิกที่เป็นปัญหา ซึ่งจำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนรูปร่างหรือการปรับกระบวนการ

การทดสอบ Swift cup จะกำหนดอัตราส่วนการดึงที่จำกัดโดยการวาดช่องว่างที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดการแตกหัก ซึ่งเป็นการวัดความสามารถในการขึ้นรูปได้โดยตรงภายใต้สภาวะมาตรฐาน แม้ว่าประสิทธิภาพการผลิตจริงอาจแตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างของเครื่องมือและความแปรผันของสารหล่อลื่น

การทดสอบครอบแก้วของ Erichen วัดความสามารถในการขึ้นรูปด้วยการยืดโดยการกดหมัดทรงกลมลงในแผ่นที่ยึดไว้จนกระทั่งแตกหัก แม้ว่าจะไม่ได้วัดประสิทธิภาพการวาดแบบลึกโดยตรง แต่ค่า Erichen ก็สัมพันธ์กับความสามารถในการขึ้นรูปแผ่นทั่วไป และมีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบวัสดุและการควบคุมคุณภาพ

การทดสอบการวาดถ้วยทรงกระบอกโดยใช้เครื่องมือวัดจะให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับแรงเจาะ แรงกดของตัวจับยึดเปล่า และการกระจายความหนาของผนัง ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้กระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพและตรวจสอบแบบจำลองการจำลองได้

การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคของส่วนประกอบที่ดึงออกมาจะช่วยยืนยันว่าการเสียรูปไม่ได้ทำให้เกิดลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ เช่น การเสียรูปแฝด แถบแรงเฉือนเฉพาะจุด หรือการแตกร้าวของพื้นผิว สำหรับอัลลอยด์อัลฟ่า-เบต้า เศษส่วนของปริมาตรและสัณฐานวิทยาของเฟสอัลฟ่าและเบต้าควรคงอยู่ภายในข้อกำหนดเฉพาะหลังการวาด

10. การใช้ถ้วยไทเทเนียมแบบดึงลึก-

อุปกรณ์แปรรูปทางเคมีใช้ถ้วยและกระบอกสูบไทเทเนียมบริสุทธิ์{0}}ที่ดึงออกมาเชิงพาณิชย์สำหรับภาชนะใส่เครื่องปฏิกรณ์ หัวแลกเปลี่ยนความร้อน และส่วนประกอบภาชนะรับความดัน ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของไทเทเนียมในตัวกลางที่มีคลอไรด์-และออกซิไดซ์ทำให้เหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมในสภาพแวดล้อมทางเคมีหลายชนิด

การใช้งานด้านการบินและอวกาศ ได้แก่ ถังเชื้อเพลิง อ่างเก็บน้ำไฮดรอลิก และส่วนประกอบไอเสีย ซึ่งอัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักของโลหะผสมไทเทเนียมให้ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ ส่วนประกอบ Ti-6Al-4V ที่ขึ้นรูปด้วยพลาสติกยิ่งยวดทำให้ได้รูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งเป็นไปไม่ได้ด้วยการวาดลึกแบบเดิมๆ

การผลิตอุปกรณ์การแพทย์ใช้ถ้วยไทเทเนียมที่ดึงลึก-สำหรับตัวเรือนเทียม ส่วนประกอบของเครื่องมือผ่าตัด และอุปกรณ์แปรรูปยา ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมในสภาพแวดล้อมทางสรีรวิทยาถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานเหล่านี้

สินค้าอุปโภคบริโภค เช่น เครื่องครัว ตัวเรือนนาฬิกา และกรอบแว่นตาใช้ประโยชน์จากน้ำหนักเบา ความต้านทานการกัดกร่อน และความสวยงามของไทเทเนียม การขึ้นรูปลึกช่วยให้สามารถ-ผลิตส่วนประกอบเหล่านี้ได้อย่างคุ้มค่าจากเกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์