Superplastic forging of Zn-Al-Cu alloys

Abstract

Superplastic forging of non-ferrous alloys offers the advantages of very low forging loads, inexpensive die materials, and the ability to forge precision complex-shaped parts in a single step. The main disadvantages of the process are the required low forging rates and the necessity of temperature controlled dies. Upset forging and closed die forging have been performed on Zn-22% Al and Zn-20% Al - 2% Cu alloys. Cylinders 1.4 in (35.6 mm) in diameter by 2.5 in (63.5 mm) high have been upset to a reduction in height of 97% and also have been forged into a complex part with thin web sections. The optimum forging conditions are discussed for these materials. Résumé Le forgeage superplastique des alliages non-ferreux offre les avantages suivants: très faibles charges, matériaux de matrices peu dispendieux, possibilité de former en une opération des pièces de précision de forme complexe. Les principaux désavantages du procédé sont les faibles taux de forgeage qu'on doit utiliser et la nécessité d'avoir des matrices à température contrôlée. Les alliages Zn-22%Al et Zn-20% Al-20%Cu ont été formés par refoulement et en matrice fermée. Des cylindres de 1.4 po (35.6 mm) de diamètre et de 2.5 po (63.5 mm) de hauteur ont été refoulés jusqu'à une réduction de hauteur de 97% et forgés en une pièce complexe comportant des nervures fines. Les conditions optimales pour forger les deux alliages sont discutées.