钛及钛合金的压力加工与碳钢、不锈钢、常用有色金属有所不同，主要由以下特性决定。

① 屈服强度较高，所需变形力较大。

② 屈强比大，允许的塑性变形范围很窄。所以钛设备一般不适用冷态冲压加工，而需用热成形或冷冲压热校形工艺。

③ 屈服极限与弹性模量之比值大，冷压加工时弹性回弹大。

④延伸率和断面收缩率较低，对冷态变形不利。

① 轧制板材一般具有各向异性，弯曲变形受轧制方向影响，通常是垂直于轧制方向曲比平行于轧制方向弯曲性能好。

② 对变形速度敏感。

③ 对切口及表面缺陷的敏感性高。

④ 与其他金属的黏沾能力强、摩擦因数大，压制成形时易被划伤和产生黏沾等现象。

⑤ 有冷加工硬化倾向。

⑥ 加热成形时具有高塑性，但在高温下易与空气中的(氧、氮、氢)起反应，使钛材被污染而力学性能降低。

（一）弯曲成形

弯曲是塑性和弹性变形相结合的加工工艺，是制造钛制设备最常见的成形方式。在弯曲过程中，钛材内侧受压，外侧受拉，边缘应力最大，中间应力为零。从而一部分产生塑性变形，一部分产生弹性变形。当被弯的工件卸载后，会发生弹性回弹。弹性回弹使工件的体积、角度、半径都发生变化，这种变化的差值叫回弹量。回弹量一般以角度来表示。回弹量对工件弯曲加工精度有很大影响，所以对工件弯曲变形时，要考虑回弹量。

工件弯曲时，影响弹性回弹量的因素很多，也相当复杂，与材料的力学特性、材料的厚度S(或直径D)、变形程度(弯曲半径r与材料厚度S比值)、弯曲工件的形状(单角弯曲或多角弯曲)、弯曲方法(自由弯曲或模子冲弯)、弯曲条件(温度、速度)等诸多因素有关。

目前，钛的弹性回弹量的计算尚未有准确的公式，只能依靠经验（或试验）的方法确定。从试验数值来看，钛的弯曲回弹量比不锈钢高出1~2倍，一般回弹角为 15°左右。在加热到300℃以上可消除纯钛的回弹;在500℃以上可消除钛合金板的回弹。

1.钛管材弯曲

钛及钛合金管材弯曲，可用加工不锈钢管的弯管机来实现。钛管材的弯曲角度一般可以大于 90°，但必须满足最小弯曲半径的要求。

钛管材弯曲时内侧产生压应力，外侧产生拉应力，在这些应力作用下管子弯曲截面会变为椭圆形；外侧管壁减薄，内侧管壁增厚；有时会出现波浪度。管子截面变形大小与相对弯曲半径（管子中心处弯曲半径与管子外径之比）及相对厚度值（管子壁厚与管子外径之比有关），相对弯曲半径及相对厚度值愈小，变形愈剧烈，极限情况下外壁破裂或内壁失稳起皱。

2.钛管冷弯

铁管冷弯需满足最小弯曲半径的要求，且钛管直径小于50mm。冷弯后最好进行消应力退火处理。冷弯分无芯冷弯和有芯冷弯两种。对于有芯冷弯，也可采用填料代替芯轴，填料装人管内必须夯实封牢，使其不易窜动，起到阻止变形的目的。填料的种有石英砂、低熔点合金、树脂、橡胶、液体等。

1. 钛管热弯

当弯曲半径较小，管子直径大于50mm且弯曲角度较大、厚壁管材或由于管件规格尺寸、材质等原因，冷弯难以获得优质弯头时，应采取热弯。热弯时加热应缓慢均匀热透，管件弯制后表面应作检测。采用中频感应加热和火焰加热弯管是一种加热、弯曲、冷却连续进行的弯管过程。由于管子被加热环带很窄，两侧温度低、刚性大、限制了截面变形和褶皱的产生，故管件内部无需支撑。此类弯曲需在专门设备上进行。弯曲过程按受力分为拉弯和推弯。

加热温度一般为177~350℃（钛合金可加热到427℃），此时屈服强度可降低25%~50%，塑性也好，回弹角很小，且气体污染也小。当需弯曲更大的管，要求大大降低变形阻力时，纯钛加热温度可达500~650℃，钛合金可达550~750℃，此时屈服强度可降低70%~80%。但表面必须涂保护涂层，加热炉保持微氧化气氛，加热时间要短。

当管壁较薄，弯曲半径较小并且弯曲度较大，管内必须灌砂充实后再进行弯曲，以防止管子被压扁或折皱。

2. 其他弯曲方法

对较小的弯头，截面变形严重，管壁减薄量大，常用型模压制、型模挤弯法和芯棒推挤法。

（1）型模压制弯头

先将坯料按图备料，分两次热压完成，即在垂直平面内弯曲和在水平平面内矫形。

（2）型模挤弯法

管坯在挤压力作用下强制沿弯曲孔道变形而成。管子受挤压弯曲，从而改善了管件外壁厚减薄量及椭圆度。

（3）采用芯棒推挤法

管坯边加热边向前移动，从牛角芯棒处挤出，由于手推力及芯棒阻力的作用，使管坯产生周向扩张和轴向弯曲变形，将小直径管坯挤推成大直径弯头，管坯内侧壁外侧加热温度高，内侧金属向两侧移动，部分金属重新分布，故只要选择合适的管坯，就能得到管壁厚度均匀一致的弯头。

总之，对于钛管材弯曲，生产中常用的弯曲方法有：

①用压力机冷压或热压，适用于相对弯曲半径大于10的情况。

②在型模用压力机冷挤压，适用于相对弯曲半径大于1的情况。

③在卷板机或型钢弯曲机上，用带槽滚轮滚弯，适用于相对弯曲半径大于10的情况，特别是螺旋管。

④用弯管机弯曲，冷弯适用于相对弯曲半径大于2，热弯充砂适用于相对弯曲半径大于4 的情况。

⑤专用推挤机带芯棒热挤，可用于相对弯曲半径大于1的情况。

5.卷制成形

制作圆筒、半圆筒、锥体等钛制设备零件时，一般在卷板机上进行冷态弯曲变形。常用的卷板机可分为三辊卷板机和四辊卷板机两类。

卷板前必须将滚筒打磨光滑，并清洗干净。由于钛板的回弹大，因此卷板前应将两端在模具上先预弯后再卷板，另外对于曲率半径小的钛复合板制简体，为预防复合剥离，在卷板时一次压下量不宜过大，应采取少压多滚的原则。另一方面在滚圆时不停留在未复合部位，以免引起松动面积的扩大和复合层的剥落。

（1）钛板卷板

对于钛及钛合金板材，为了使弯曲板材表面产生的变形量ε小于等于2.5%，按板厚与筒体直径之间的允许比例R=0.5S/ε，则简体的直径不应小于40~50S。当筒体的直径小于上述数值时，要求弯曲后进行消应力退火。若钛板较厚，卷板曲率半径（r/S）较小，并且板材上有焊缝时，要尽可能加热成形，以免产生裂纹和较大的回弹量。加热温度与弯管的加热温度相同。

（2）钛-钢复合板卷板

① 钛钢复合板卷板时由于钛与钢的强度不一致，会导致中性层偏移。一般偏向钢侧，这样卷出的简节直径偏大。因此其简节展开长要短一点。其与采用的卷板机形式也有关。

②为预防复层剥离，在卷板时一次压下量不宜过大。在滚圆时，焊缝边缘附近要尽可能少滚，同时不允许停留在未贴合的部位，以免引起不贴合面积的扩大。