超塑性条件为

T=400

℃、ε0=1.11×10-3/s、δmax=312%。模具如图所示，材料采用 Q235 钢。成

型时，先将模具与板材加热到超塑性变形温度（

400

℃），保压 5-10min，然后用 0.5MPa

的压力吹塑成形

10min 左右，再将压缩空气压力提高到 0.9MPa，保压 10min，使零件圆角

处充满。值得注意的是，当初始吹塑压力过高（

>0.8MPa）及模具圆角半径 R 太小时，R 处

容易吹裂，为此，该工艺中初始成形压力降至

0.5MPa，圆角半径增大至 2-2.5mm。对成形

后零件横截面壁厚检测表明，

R 处厚度为 0.985mm，最后充满部位 R1 的厚度为 0.946mm，

其他部分厚度为

1.086mm，壁厚不均性为 12.9%，材料的变薄率 36.9%。完全满足使用要求。

　　

4.超塑性拉深

　　超塑性拉深的成形方式与冷拉深基本相同，区别是超塑性拉深时坯料处于超塑性状态
坯料塑性提高，抗力下降，法兰圈起皱的情况得到很大改善。实现超塑性拉深的方法以差温
拉深为主。差温拉深的原理是使毛坯的凸缘部分处在超塑性温度下变形，而对与凸模接触部
分（筒壁部分）的材料进行冷却，使其接近于常温状态，强度较高，从而大大改善超塑性
材料的拉深性能。由于拉深过程中凸缘与筒壁间有巨大的温度差，所以称之为

“差温拉深”。

　　例如，前苏联学者研究了

12Cr18Ni10Ti 的超塑性拉深，该材料超塑性温度为 780-

850

℃，凸缘的平均应变速率 10-2-10-1/s。我国马龙翔教授等研究了 Zn-22Al 合金的超塑性

拉深，材料厚度为

1.15mm，凸模直径 30mm，拉深坯料的最大直径为 220mm，凸缘变形温

度为

250

℃，凸模的行程速度 100mm/min，凸缘平均应变速率为 10-2/s，得到的拉深制品

高度约为制品直径的

10 倍，其拉深比大于 6.6，所得制品厚度较为均匀，不均匀系数为

9.7%。
　　当然，超塑性在金属材料塑性加工中的应用还有无模拉拔、以超塑性成形为主的复合加
工工艺、脆性材料的超塑性加工等，在这里不再一一介绍。
　　

5.结语

　　超塑性应用技术作为崭露头脚的材料加工新技术，有着传统加工技术不可比拟的优势
其成形力小，可以降低成形设备吨位，节约能源；充型能力强，可成形出复杂形状的工件
可将多道次的塑性成形改为一次成形，提高了材料利用率；同时，成形后金属组织性能也
显著改善，晶粒细小，残余应力小，不会产生裂纹和加工硬化。然而，上述优点是在比较理
想的超塑性状态下才能充分展现的，实际上超塑性成形技术也存在着不足或局限性：其实
生产中易于实现超塑性的材料目前还不是很多，其次，组织超塑性要求材料具有微细的等
轴晶粒组织，因此成形前一般需进行组织超细化预处理，工艺繁琐；另外，超塑成形的速
度也比常规塑性加工慢，生产效率较低。
　　综上所述，超塑性在金属塑性加工中的应用已取得了很大成就，但同时也存在一些亟
待解决和攻克的问题。所以说，目前超塑性的应用技术还存在着非常广阔的研发和应用前景。
　　【参考文献】
　 　

[1]Woodford  D  A.Strain-Rate  Sensitivity  as  Measure  of  Ductility.ASM  Trans 

Quart，1969，62：291.
　 　

[2]Mabuchi  M  et  al ， On  accommodation  helper  mechanism  for  superplasticity  in  metal 

matrix composites，Acta Mater.
　　

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[4]洪慎章等.超塑性模锻工艺的应用及发展.锻压技术，2000，25（5）：10.