塑性材料一般用什么加工

3.2.3　超塑性合金

高强度材料可以满足一些耐受性要求较高的部件制造，但加工难度都较大。长期以来，人们一直希望能够很容易地对高强度材料进行塑性加工成型，成型以后，又能像钢铁一样坚固耐用。随着超塑性合金的出现，这种想象成为了现实。

1.超塑性现象

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“超塑性现象”的发现

1920年，德国人罗森汉在Zn-Al-Cu三元共晶合金的研究中，发现这种合金经冷轧后具有暂时的高塑性。超塑性锌合金具有成型加工温度低、成型性和耐腐蚀性好等优点。因此，除了制作各种复杂形状的容器外，它还被广泛用作建筑材料。

金属的超塑性现象是在适当的温度和较小的应变速率（拉伸速率为10mm·s^－1）条件下，金属产生300%以上的延伸率的现象。1928年森金斯（Senkins）最先阐明合金的超塑性。1945年，人们发现锌铝合金的超塑性质尤为明显，从此，就以这种合金为中心，开展了铝基、铜基等合金的结构研究。

超塑性现象大致可以分为微细晶粒超塑性（或恒温超塑性）和相变超塑性（或转变超塑性）两种：前者的特点是原材料必须具有微细的等轴晶粒组织；后者并不要求材料有超细晶粒，而是在一定的温度和负荷条件下，经过多次的循环相变或同素异形转变获得大延伸。前者多数发生在共析合金或共晶合金中。如Zn22Al合金，即以锌为基，含22%的铝以及少量钢和镁的微细共析组织的超塑性材料，在250℃附近以每秒0.01%～0.1%拉伸，可得到10倍于原长的延伸率，因此Zn22Al合金被许多学者研究并得到实际应用。

2.超塑性合金的应用

（1）高变形能力的应用

超塑性合金适合于像热塑性塑料板的真空成型或气压成型那样的加工方式。在温度和变形速率得到充分控制时，可在密封模具内挤压或锻造，可以得到相当高的加工精度，能大幅度降低加工压力，并减少加工工序。由于其晶粒极细，尤适于制造极薄板和极薄管，也非常适用于加工具有极微小凹凸表面的制品（如熔模造型用模具、塑料成型模具等）。

（2）固相结合能力的应用

晶粒的超细化，即晶界体积比的增加使得低压下的固相结合易于进行。利用这一特性，超塑性合金已在轧制粘合多层材料、包覆材料、复合材料等方面得到应用，也在箔材或粉粒形式的粘合材料方面开发了一些新用途。例如在金属粉末或陶瓷粉末中掺入超塑性合金粉末，可以提高材料的密度和塑性。如果用超塑性合金箔材料或粉末作粘合剂，可将两种以上的金属结合在一起。

（3）减振能力的应用

超塑性合金可以单独，也可以与其他材料复合制成不同形状、不同尺寸的部件，用于需要减振的地方，也可以作为消音材料和部件使用。