[發(fā)明專利]一種氣冷法控制鈑金構(gòu)件熱成形裝置及成形方法

在審

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• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109759490A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 武永;李宏釗;陳明和;謝蘭生;蘇楠
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D26/027;B21D37/16
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;王慧穎

本發(fā)明公開了一種氣冷法控制鈑金構(gòu)件熱成形裝置及成形方法，屬于金屬板材的熱成形控制方法領域；該裝置包括氣體系統(tǒng)、加熱溫控系統(tǒng)、采集反饋裝置、模具、密封系統(tǒng)、氣冷系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)組成；本發(fā)明的方法利用模具中的模腔作為成形型腔，通過密封、合模、吹入高壓冷卻氣體進行成形實驗，同時打開上模氣冷系統(tǒng)，待板材脹形到規(guī)定高度，停止加熱，卸除模具型腔內(nèi)的高壓氣體取出成形件；本發(fā)明通過將冷卻氣體吹入上模型腔內(nèi)的特定位置以控制該待成形件局部區(qū)域材料變形流動性，從而可使該處附近的成形及冷卻速度均勻并避免成形件此處壁厚減薄率過大，進而提升鈦合金鈑金件的脹形均勻性。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬板材的熱成形控制方法領域，特別是涉及鈦合金及其難成形材料高溫成形，具體是一種氣冷法控制鈑金構(gòu)件熱成形裝置及成形方法。

背景技術

由于鈦及其合金具有良好的高溫性能、比強度高、蠕變性能好、生物相容性好、耐腐蝕性好等優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)效益十分顯著，在航空航天、海洋、化工、醫(yī)療等行業(yè)得到了廣泛的應用。然而，由于鈦及其合金的彈性模量高、屈強比大、各向異性強，使其塑性成形難度非常高、塑性變形范圍十分有限，并由此造成了鈦合金加工成本高、制造周期長及經(jīng)濟效益低。

隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展和新材料、新技術的應用，近年來，為了進一步提高鈦合金構(gòu)件生產(chǎn)效率，國內(nèi)外研究人員提出了熱態(tài)內(nèi)壓成形方法，并基于該方法并研制出了熱態(tài)內(nèi)壓成形裝置。然而，在鈦合金構(gòu)件熱成形過程中，仍然存在材料流動不均勻，使得該技術和傳統(tǒng)的超塑性成形一樣，都會導致成形件壁厚不均勻，這是目前亟需解決的一大難題。

為了提高鈦合金鈑金成形件的壁厚均勻性，國內(nèi)外科研人員進行了多種研究與嘗試，取得了諸多先進技術成果。尤其是在板材成形技術方面，科研人員提出了正反向超塑性成形法，基于此方法又提出了變摩擦正反向超塑性成形技術。雖然整體均勻略有改善，但是針對一些較復雜的鈑金構(gòu)件，仍存在壁厚不均勻的問題，尤其是局部減薄量過大或者過小的問題。