行業資訊
箔是薄的金屬片，如錫箔、銅箔、鋁箔等，具體說，凡是厚度＜0.2mm的金屬片都叫箔。按金屬箔的厚度不同把它分為厚箔、單零箔和雙零箔。其中，厚箔厚度為＜0.2mm-≥0.1mm，單零箔厚度＜0.1mm-≥0.09mm，雙零箔厚度≤0.001mm，當前可工業化軋制的Z薄箔的厚度為0.0045mm。現在，鋁箔的產量Z大，幾乎占全世界金屬箔總產量的85%以上，中國是全球Z大鋁箔生產國和出口國，2020年的產量達4050kt，約占全球總量的65%，出口量占產量的30%，達1215kt。
鈦箔生產難度大、價格高、產量低，估計2020年全世界的產量也不會超過20噸，主要生產國為美國，用途也不廣，飛行器蒙皮隔熱材料是其高端應用產品之一。大家知道，飛行器在空中飛行時，其外層金屬蒙皮會因與空氣激烈摩擦及其它原因發熱升溫，為了熱量不傳入內部，必須設置隔熱保護層（圖1）。它由四層隔熱板焊成，中間還夾有一層更薄的平片。圖2是隔熱板零件圖，是用0.08mm的TB2合金箔制的，TB2是一種β型鈦合金，Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al合金（質量%）：Al2.5-3.5，Mo4.7-5.7，V4.7-5.7，Cr7.5-8.5，Fe0.30，C0.05，N0.04，H0.015，O0.15，其它雜質單個0.1，總計0.4，其余Ti。
美國、法國等采用超塑成形工藝加工這種鈦箔隔熱扳，不過，這種工藝雖能加工出優質的隔熱板，但生產周期長，而且工件長時間處于高溫狀態，會或多或少吸收氧，鈦在649℃以上不再具有抗氧化能力，會吸收較多的氧而變脆，使其力學性能全面下降。另外，超塑成形適于制備形狀簡單的工件，對于圖2所示的復雜工件來說就很難超塑成形了，因為加工模具決非易事。
由于隔熱板是擴散焊成的，因此，應精準嚴控氧含量，所以Z好在真空爐內焊接，但這樣需增添價格不菲的設備，增大了投資，也加大了操作難度。為此，北京航空工藝研究所程秀全等提出用半偶合模與采用包套保護工藝成功地制備出合格的低成本、高質高效的鈦箔航空器隔熱板，效果良好，獲得用戶高度稱贊。
生產時，首先將TB2合金箔置于包套內，在熱成形前除去包套內的氧，可用常規抽真空法除去，抽吸后將包套密封。采用包套技術應注意以下事項：仔細清理鈦板料和包套表面上的油污和雜物，務必干干凈凈；嚴格精選包套材料，在高溫下不漏氣，本身不排放任何氣體，還應盡可能選用高溫強度較低材料，以降低變形抗力，提高模具壽命，保證工件尺寸精度要求；包套上應涂一層薄而均勻的止焊劑，以免包套與鈦箔焊合，但止焊劑在高溫下不能排放任何有害氣體，不能含有水、膠之類的物質。
將制備的包套在750℃成形，壓力不可過高，預熱1min-2min，保壓20s-30s，取出包套，待其冷卻后即可取出工件，工件表面光亮程度幾乎與原箔的等同。實測結果表明，表層含氧量＜200ppm，氧化層厚度無變化。可見，包套既保護了工件不被污染，又承擔了絕大部分的不均勻變形，大大提高了工件的變形均勻性，變形工件實測厚度為0.067mm-0.072mm，完全在原箔厚度偏差范圍內。
圖1 隔熱層剖視圖
圖2 隔熱板零件圖
圖3 兩種模具結構
