[發明專利]一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法

有效

• 申請號: 201710827614.0
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107983961B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 郎利輝;徐文才;黃西娜;季晨昊;孟凡迪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B22F3/15
• 分類號: B22F3/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法，其特征在于：所述的鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法包括按順序進行的下列步驟：

1)根據鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅰ(9)的特征和鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅱ(10)的特征制備出相關模具，模具包括內部模具Ⅰ(1)、內部模具Ⅱ(2)和外部型芯(4)；

2)制備成形包套，根據模具形狀和零件形狀設計加工出合理的包套，該包套包括頂板和側板焊接而成的筒體(6)、底板(5)、帶有抽真空孔的上蓋片(7)，為便于焊接及節省材料，包套采用隨形設計；

3)為了防止在焊接和運輸過程中模具發生移動，不僅底板上加工出模具的定位孔，同時制備整個內部模具的固定上板(3)；

4)根據鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件的材料需求，利用等離子旋轉電極法制備出球形鈦合金粉末(8)，并篩分出100-200目的粉末備用；

5)將模具以底座朝下的方式裝在底板(5)上，內部模具Ⅰ(1)、內部模具Ⅱ(2)的制造采用車床加工，表面進行拋光處理，使表面光滑，若內部模具或底板孔加工存在誤差，導致過盈裝配，采用人工打磨的方式，實現模具和底板(5)的緊密配合，加之固定上板(3)的約束作用，有效地防止模具在熱等靜壓成形的過程中的錯位和移動，模具的輪廓和包套形成粉末的存儲空間，然后將制備好的球形鈦合金粉末(8)裝入筒體內，并通過機械振動或者人工振動使其密實；

6)將上蓋片(7)放置在頂板開孔處并封焊好；

7)將裝有模具的包套放置在加熱爐中加熱，在400℃下利用抽真空的設備通過上蓋片(7)的真空管對包套內部進行抽真空處理；

8)將已經抽真空的包套放置在熱等靜壓設備中，在900℃以及130MPa下使球形鈦合金粉末(8)固結成形，在內部模具Ⅰ(1)、內部模具Ⅱ(2)和外部型芯(4)的作用下，形成鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅰ(9)和鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅱ(10)的共有特征；

9)利用機械加工的方法去除包套，利用常規的機加工方法加工出鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件的外部形狀，由此得到嵌有模具的鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件的半成品(11)；

10)利用腐蝕加工的方式處理內部模具Ⅰ(1)和內部模具Ⅱ(2)，再利用機械加工，最終分別成形符合要求的鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅰ(9)和鈦合金圓柱鎖式折疊系統零件Ⅱ(10)。

2.根據權利要求1所述的一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法，其特征在于：內部模具Ⅰ(1)和內部模具Ⅱ(2)的材料為鎳基高溫合金GH4169，外部型芯(4)的材料為45#鋼材料。

3.根據權利要求1所述的一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法，其特征在于：包套的筒體(6)和上蓋片(7)材料選擇304不銹鋼，底板采用45#鋼材料。

4.根據權利要求1所述的一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法，其特征在于：步驟7中加熱爐的溫度為400℃，包套內部的真空度達到10^-6Pa，由于包套內部有外部型芯，包套在移動過程中不要倒置。

5.根據權利要求1所述的一種鈦合金圓柱鎖式折疊系統熱等靜壓成形方法，其特征在于：熱等靜壓處理條件：2小時內使熱等靜壓設備的溫度升溫到900℃，保溫時間為3小時，同時在2小時內使熱等靜壓設備的內部壓力達到130MPa，同時保壓3小時，降溫降壓為1小時。