[發明專利]一種鈦合金薄壁殼體的成形方法

無效

• 申請號: 201310355871.0
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103394577A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 郭萍;洪權;盧亞鋒;雷文光
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21D26/14
• 分類號: B21D26/14
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于金屬材料加工成形技術領域，具體涉及一種鈦合金薄壁殼體的成形方法。

背景技術

鈦合金是一種性能非常優異的金屬材料，廣泛應用于航空、航天、化工、電子、體育等高科技領域，隨著制造業結構輕量化的發展趨勢以及應用范圍的不斷拓展，很多形狀復雜、要求特殊的鈦合金薄壁零部件產品需求加大。但由于鈦合金加工硬化程度高、彈性模量低，因此造成成形時回彈大、殼體壁厚不均勻，采用常規加工方法，很難保證產品殼體零件的尺寸精度。電磁成形是目前發展起來的一種高速率成形工藝，它是利用磁場力使金屬坯料變形的一種方式，具有操作簡單、生產率高、成形極限高、并可增加工件貼模性和減小回彈等優點。該成形工藝主要包括磁場力和沖擊力作用下工件的變形，具有提高成形性、改善應變分布、抑制起皺、有效控制回彈、減小扭曲變形及局部微細成形等特點；此外，還能大幅度減少加工工序和加工設備的數量，顯著提高生產效率，降低生產成本，非常適合于批量生產，促進其在輕量化結構中的應用。但由于電磁成形過程中板材是靠周圍的磁場力作用板材，因此需要板材的電阻率要相對小。鈦合金材料的電阻率較大，因此成形困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種能提高鈦合金板材成形性并有效避免鈦合金的回彈，成形出高尺寸精度的鈦合金薄壁殼體的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鈦合金薄壁殼體的成形方法，其特征在于，該方法為：將凹模固定于壓力機工作臺面上，將厚度為0.2mm～4mm的鈦合金板放置于凹模上，并在鈦合金板上方設置襯板，將壓邊圈置于襯板上；然后將電磁線圈固定在壓力機上滑塊上，壓力機上滑塊向下運行使得電磁線圈與壓邊圈緊密接觸；最后采用電磁成形方法對電磁線圈放電，襯板在電磁線圈產生的電磁力的作用下變形進而帶動鈦合金板貼膜成形，得到壁厚為0.2mm～4mm的鈦合金薄壁殼體。

上述的一種鈦合金薄壁殼體的成形方法，所述襯板的電阻率不高于2×10^-7Ω·m。

上述的一種鈦合金薄壁殼體的成形方法，所述凹模的底部中心開有排氣孔。

上述的一種鈦合金薄壁殼體的成形方法，所述襯板的厚度為0.3mm～10mm。

由于鈦的彈性模量低，材料回彈大，為了較好的控制鈦合金變形后回彈，本發明采用高能快速的電磁脈沖成形鈦合金板材。但由于鈦合金的電阻率較大，成形困難。本發明采用低電阻率的板材作為襯板，成形過程放置次序為電磁線圈在最頂層，模具在最底層，中間為成形板材，鈦板在下，襯板在鈦板之上與鈦板疊放，在襯板頂部放置壓邊圈，壓邊圈采用絕緣材料（如耐高壓、耐熱的聚四氟乙烯、尼龍66或通用的ABS等）。成形時，將纏繞的電磁線圈向下移動接觸壓邊圈，放電后電磁線圈周圍產生磁場，金屬板材橫截面內部也會產生感應電流，脈沖放電產生的脈沖電磁力對板材表面會產生瞬間的壓力推動板材運動，凹模型腔內的氣壓通過排氣孔來釋放。對于高電阻的鈦合金材料，采用低電阻的板材作為襯板，依靠襯板的變形來驅動高電阻的鈦合金板變形，最終通過貼膜實現產品的制備。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明在鈦合金板上方設置低電阻率的板材作為襯板，采用電磁脈沖成形方法通過襯板的變形來驅動高電阻的鈦合金板變形，最終通過貼膜實現產品的制備，方法簡單，成形效果好。

2、采用本發明的方法成形鈦合金薄壁殼體，能夠有效避免鈦合金的回彈，最終成形出高尺寸精度的鈦合金薄壁殼體。

下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明：

圖1為本發明鈦合金薄壁殼體成形時的裝配示意圖。

附圖標記說明：

1—凹模；??????2—鈦合金板；????3—襯板；

4—壓邊圈；????5—電磁線圈；????6—排氣孔。

具體實施方式

實施例1

本實施例成形壁厚為0.2mm的鈦合金薄壁殼體，方法為：