TC4鈦合金深筒形件的超塑成形及其精度控制.pdf

1、自1970年成功地利用鈦合金超塑成形大型航空結(jié)構(gòu)件以來，鈦合金超塑成形在航空航天領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。超塑成形技術(shù)正被越來越多地應(yīng)用于航空宇航結(jié)構(gòu)件的加工和制造，由于超塑成形采用脹形工藝，其成形精度的控制也就必然是一個關(guān)鍵問題。
　　本文以TC4合金深筒形零件的超塑成形為背景，對超塑成形工藝中的精度控制進行了研究。通過有限元分析和模擬件成形實驗對脹形精度的影響因素進行了分析和總結(jié)，結(jié)合TC4合金的超塑成形實驗，提出了一系列的

2、工藝優(yōu)化方案，對超塑成形技術(shù)精確度的控制和提高具有實際意義。
　　首先根據(jù)深筒形零件的制造工藝流程，制定了超塑正反向脹形工藝，并設(shè)計了上模和下模。使用ZnAl5共晶合金板料進行了模擬件的超塑成形實驗。結(jié)果顯示，零件在壁厚分布上得到了較好的控制，初步驗證了超塑性正反脹形工藝用于成形該深筒形零件的可行性。
　　使用MARC軟件對脹形過程以及壁厚分布進行了有限元模擬。對于不同的預(yù)成形方案以及不同摩擦系數(shù)的脹形過程進行有限元模擬的結(jié)

3、果表明，合理的預(yù)成形工藝可以在很大程度上起到變形均勻化、緩解零件壁厚不均勻的問題；適當增加上模的摩擦系數(shù)，有助于增強預(yù)成形的工藝效果。而下模的摩擦會加劇板料的拉薄，且脹形深度越大，摩擦對于板料拉薄的影響越明顯，減小下模的摩擦系數(shù)有助于壁厚的均勻分布。與TC4合金超塑成形實驗得到的深筒形零件厚度分布實測結(jié)果比較，表明有限元模擬能很好地對成形過程以及零件厚度分布做出預(yù)測。
　　對TC4合金進行了高溫拉伸試驗，分別對模具材料和TC4合金