[發明專利]TiAl基合金板材電致增塑成形的方法

無效

• 申請號: 200810064781.5
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101327506A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 王忠金;宋輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D22/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及TiAl基合金板材成形的方法。

背景技術

TiAl基合金具有高熔點、低密度、高彈性模量、良好的結構穩定性及優良的抗氧化性和抗腐蝕性，被認為是新一代高性能的高溫結構材料，在汽車和航空、航天等領域具有廣泛的應用前景。但由于TiAl基合金室溫脆性，其室溫和中低溫塑性變形能力差，給常溫下加工制造帶來較大的難度，成為其作為工程結構材料應用的一個主要障礙。

目前，改善TiAl基合金板材塑性成形的方法有采用合金化法，但是不能在促進位錯的開動、滑移和治愈變形損傷兩個方面同時提高TiAl基合金板材塑性；有采用纖維韌化法，但是治愈變形損傷能力差；還有采用顯微組織控制法，但是工藝復雜、成本高、周期長。

發明內容

本發明目的是為了解決現有技術中改善TiAl基合金板材塑性成形的方法存在工藝復雜、成本高、周期長以及不能在促進位錯的開動、滑移和治愈變形損傷兩個方面同時提高TiAl基合金板材塑性的問題，而提供TiAl基合金板材電致增塑成形的方法。

TiAl基合金板材電致增塑成形的方法按以下步驟實現：一、將凹模固定在工作臺上，并將絕緣墊片、導電電極依次放置在凹模上；二、將TiAl基合金板材放在導電電極上，TiAl基合金板材上再覆蓋一個絕緣墊片，并用壓邊圈將絕緣墊片和TiAl基合金板材壓緊，閉合模具型腔；三、通過凸模及包覆在凸模上的絕緣襯套向TiAl基合金板材施加壓力，并通入1～100個脈沖電流，TiAl基合金板材形成所需形狀后，凸模停止運動，再通入1～10個脈沖電流，凸模退出凹模，即完成TiAl基合金板材電致增塑成形；其中步驟三中脈沖電流最大電流密度為1.0×10⁹～10.0×10⁹A/m²，電流周期為50～1000μs。

本發明中電流脈沖所產生的電子風，能夠向金屬的位錯施加一個作用力，降低勢壘，促進位錯的滑移和開動，減少位錯的纏結，從而促進塑性的提高；通過脈沖電流的選擇性效應，治愈材料的顯微組織缺陷，降低材料內部的損傷，從而提高金屬的極限塑性變形；局部區域的熱釋放還會引起局部的再結晶，因此可以恢復和提高材料的塑性；脈沖電流處理時間有非常短，新的晶粒沒有足夠的時間張大，從而可以形成細小的晶粒，因此，應用脈沖電流可以通過相變或再結晶細TiAl基合金的晶粒，從而提高其塑性。本發明TiAl基合金板材電致增塑成形方法減免中間退火，避免了氧化和吸氣，成形過程是在室溫條件下進行的，不需要加熱和氣體保護裝置，工藝簡單、成本低、周期短，且在促進位錯的開動、滑移和治愈變形損傷兩個方面同時提高TiAl基合金板材塑性。

附圖說明

圖1是本發明TiAl基合金板材電致增塑成形的示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參見圖1，本實施方式TiAl基合金板材電致增塑成形的方法按以下步驟實現：一、將凹模7固定在工作臺8上，并將絕緣墊片6、導電電極5依次放置在凹模7上；二、將TiAl基合金板材9放在導電電極5上，TiAl基合金板材9上再覆蓋一個絕緣墊片4，并用壓邊圈3將絕緣墊片4和TiAl基合金板材9壓緊，閉合模具型腔；三、通過凸模1及包覆在凸模1上的絕緣襯套2向TiAl基合金板材9施加壓力，并通入1～100個脈沖電流，TiAl基合金板材9形成所需形狀后，凸模1停止運動，再通入1～10個脈沖電流，凸模1退出凹模7，即完成TiAl基合金板材電致增塑成形；其中步驟三中脈沖電流最大電流密度為1.0×10⁹～10.0×10⁹A/m²，電流周期為50～1000μs。

具體實施方式二：參見圖1，本實施方式與具體實施方式一的不同是步驟二中TiAl基合金板材9中Al含量為45at％～51at％。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：參見圖1，本實施方式與具體實施方式一的不同是步驟二中TiAl基合金板材9中Al含量為48at％。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：參見圖1，本實施方式與具體實施方式一的不同是步驟二中TiAl基合金板材9的厚度為0.5～2.0mm。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一的不同是步驟三中脈沖電流最大電流密度為5.0×10⁹A/m²，電流周期均為500μs。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。