[發(fā)明專利]大型鈦合金雙曲度角材零件的超塑成形模具及成形方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010179612.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111229948A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設計）人: 朱麗;遲彩樓
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司
• 主分類號: B21D37/16
• 分類號: B21D37/16;B21D37/10;B21D22/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種大型鈦合金雙曲度角材零件的超塑成形模具，其特征在于，所述的超塑成形模具包括上模和下模，上模與下模耦合，二者由超塑成形設備的壓力機壓緊板料后形成可靠的密封；下模用于在惰性氣體的壓力下使板料貼模成形；

所述的上模包括上模進氣孔(1)、上模測溫孔(2)、上模壓邊梗(3)和上模壓板槽(4)；其中，上模進氣孔(1)設置兩組，分別位于上模的兩端頭，用于連接設備進氣系統(tǒng)，在板料超塑成形時充入氬氣；上模的側壁處下端開設有上模測溫孔(2)，用于升降溫時監(jiān)測上模的溫度；上模的側壁處上端設置上模壓板槽(4)，用于上模與設備上平臺使用壓板連接固定；上模的下表面邊緣處設置有上模壓邊梗(3)；

所述的下模包括下模排氣孔(5)、下模測溫孔(6)、下模壓邊梗(7)、下模壓板槽(8)和導向板(9)；其中，下模排氣孔(5)開設于下模的上表面，位于零件最后貼模的圓角處，用于板料超塑成形貼模時排氣；下模測溫孔(6)開設于下模的側壁處上端，用于升降溫時監(jiān)測下模溫度；下模壓板槽(8)設置于下模的側壁處下端，用于下模與設備下平臺使用壓板連接固定；下模壓邊梗(7)位于下模的上表面邊緣處，用于與上模壓邊梗(3)結合作用，上、下模夾緊并密封板料，確保氣壓的加載；下模的四周側壁上設置有導向板(9)，用以控制合模定位的準確度。

2.一種采用權利要求1所述的超塑成形模具進行大型鈦合金雙曲度角材零件的超塑成形的方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟1、清理鈦合金板料表面至干凈無油污，在板料兩面與超塑成形模具工作面涂覆止焊劑；

步驟2、將整套超塑成形模具安裝進入超塑成形設備中，保證上、下模滑合定位準確；將板料放置于下模上，設備上平臺聯(lián)動上模下行，接觸到板料，上平臺停止下行；

步驟3、超塑成形設備升溫，加熱超塑成形模具至400℃，利用此時鈦合金板材的自重和高溫較好塑性，上模下行，與下模合模，將板料壓緊在上、下模中，上、下模的相應的壓邊梗密封板料；再通過外部氣壓加載控制系統(tǒng)充入高純氬氣保護板料防止其氧化；繼續(xù)加熱至成形溫度920℃，壓力機對上、下模加壓，通過上模進氣孔(2)充入氬氣，加載壓力1.8MPa，時間1.5h，使板料貼附于下模型面，零件成形，保壓0.5h；

步驟4、氣壓加載結束后，即完成整個超塑成形過程，停止加熱，把氣壓逐漸降低，保護板料防止其氧化；待超塑成形模具溫度降低到400℃以下，停止充入氬氣，開爐取件；冷卻后，制取零件外形。