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      TC2鈦合金異型件熱成形工藝

      2021-01-30 11:04:25

      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。

      在常溫下鈦合金屈強比高、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 小彎曲半徑。常規的直接凸凹模熱壓成形后會開裂。俄羅斯制造此種零件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鈦加工件此種零件的報道。鈦異形件廠家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。

      鈦異形件

      1.熱成形工藝:沿型面壓邊的成形工藝

      熱成形模具具有壓邊結構,這種模具結構的特點是凸凹模之間帶有壓邊圈,目的是在成形過程中對材料施加壓邊力,防止材料失穩起皺,同時材料在成形力的作用下形成“流動”。這樣成形后的零件側壁彎曲處的材料不會大量減薄??紤]到側壁彎曲處的轉折圓角較小,成形時材料所受的變形抗力大,容易斷裂。因此,應合理加大凹模型面的拉伸圓角 R1 以及壓邊圈與凹模的“V”形轉角 R2。

      2.熱成形工藝:中心頂出的成形工藝

      成形模具具有中心頂出結構,這種結構的設計目的是在凸模和頂出模芯的約束下,零件的“V”型面預先成形,底面彎曲圓角首先達到設計要求。然后再緩慢合模。

      一般來說,TC2 材料在 600℃以上成形性能較好,但實際的成形溫度與零件的復雜程度有關。因此,應根據成形零件的具體結構選用合適的成形溫度。

      另外,從某種程度上說,成形模具直接決定了成形的結果。對此種異型零件,設計了 2 種成形模具,在不同的溫度下采取了不同的成形方式來解決該異型件的成形開裂的難題。

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