TC2鈦合金異形件熱成形工藝介紹

      鈦合金結構零部件因重量輕、強度高、耐腐蝕等諸多特點在航空航天領域的應用越來越廣泛。目前，飛機的機身承力件、機翼蒙皮、航空發動機的風扇葉片、壓氣機葉片、反推裝置零部件、航天器以及導彈零部件均大量采用鈦合金材料。

     在常溫下鈦異形件屈強比高、塑性差、變形回彈大。在高溫下鈦合金的塑性增強，回彈小。因此一般采用熱成形工藝制造鈦合金零件。但對于形狀不規則的復雜鈦合金零件，簡單的熱成形工藝不能實現。例如某型發動機反推裝置中的一種材料為TC2的鈦異型件，翻邊較高，彎曲半徑小于板材允許的最小彎曲半徑。常規的直接凸凹模熱壓成形后會開裂。鈦合金廠家采用的是在開裂處補焊的方法。目前，國內未見不采用補焊方法制造此種零件的報道。因此對此種異型件成形開裂難題展開分析，確定成形工裝及成形溫度是研制此異型件的關鍵因素。因此制造了2種專用工裝，采用不同的成形方式，在不同的溫度下成形，最終解決了此種異型件翻邊開裂的問題。

       鈦合金異型件參照廠家設計，材料是TC2鈦合金，TC2是一種具有中等強度和較好塑性的鈦合金，它含有4%的Al和1.5%的Mn。一般在退火狀態下使用，工作溫度不超過350℃[1]。異型零件的材料厚度2.0mm，外形是一側開敞、一側封閉、中間有折彎的零件。零件彎曲后的側壁高度是17.5mm，這種薄板折彎再翻邊的的成形機理大致相當于厚板的彎曲。不同厚度的板材都有不同的最小彎曲半徑，大于這些極限值，板材彎曲后就會開裂。國外與TC2成分相近的鈦合金OT4（Ti3AL1.5Mn）在高溫的最小彎曲半徑是1.5δ~2.0δ。那么TC2高溫時最小的彎曲半徑在26~35mm之間，零件彎曲半徑的設計值遠遠小于允許值。