鈦合金復(fù)雜構(gòu)件精密塑性成形技術(shù)研究.pdf

1、為了避免傳統(tǒng)塑性加工鈦合金零件所造成的材料浪費(fèi)，本文詳細(xì)研究了各種復(fù)雜鈦合金構(gòu)件的精密塑性成形方法。并將用于流體分析的有限體積方法引入分析金屬的塑性成形過(guò)程，研究了有限體積法模擬塑性成形的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)。本文最后以鈦合金葉輪的等溫精密成形為例，解決其工藝設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并采用有限體積法對(duì)葉輪等溫成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬和工藝驗(yàn)證。 本文的研究主要得到以下結(jié)論： 1.采用擠壓成形方式連續(xù)生產(chǎn)具有復(fù)雜截面的鈦合金異構(gòu)

2、型材，效率高，無(wú)需機(jī)加工，材料浪費(fèi)少。 2.采用多向模鍛制造形狀復(fù)雜鈦合金的中空鍛件，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)飛邊鍛造。 3.采用冷態(tài)或溫態(tài)閉塞式鍛造成形叉類或齒輪鈦合金鍛件，尺寸精度高，又可一次性成形。 4.采用等溫鍛造結(jié)合材料的超塑性變形生產(chǎn)形狀復(fù)雜、受力狀況惡劣的航空鈦合金鍛件，如肋板、葉輪、葉片等，能夠有效地控制金屬的流線分布和鍛件的微觀晶粒組織。 5.鍛件形狀的設(shè)計(jì)、坯料尺寸的選擇、成形溫度及成形速度的控制，

3、是復(fù)雜鈦合金構(gòu)件實(shí)現(xiàn)精密塑性成形的關(guān)鍵。 6.本構(gòu)方程和加載塑性變形功的能量方程是塑性有限體積法的理論核心，變形體邊界的動(dòng)態(tài)跟蹤描述是其分析塑性成形金屬流動(dòng)的關(guān)鍵。 7.采用的“表面金屬在外法線方向上與模具型腔的垂直距離變化”技術(shù)，可以定性并定量地分析成形過(guò)程中金屬流動(dòng)和變形行為，預(yù)測(cè)成形缺陷；工件溫度和應(yīng)變速率的動(dòng)態(tài)分布和變化情況，可以分析整個(gè)成形過(guò)程是否處于等溫成形狀態(tài)、材料是否發(fā)生超塑性變形等問(wèn)題。因而，有限體積法