[發明專利]一種鈦合金板材加工方法

在審

• 申請號: 202010635961.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN113878009A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 曹軍俠;陳保國;劉哨巡;李正官;安秋嫻;趙云龍;戴淵
• 申請（專利權）人: 上海飛機制造有限公司
• 主分類號: B21D22/02
• 分類號: B21D22/02;B21D37/00;B21D37/10;B21D37/16;B21D37/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明涉及航空航天技術領域，公開了一種鈦合金板材加工方法。所述鈦合金板材加工方法包括步驟S1.零件坯料涂覆潤滑油；S2.將所述零件坯料放入真空件中，并將真空件內抽真空并封閉，以形成組合件；S3.將所述組合件放置在上模和下模之間，之后將所述組合件加熱至預設溫度；S4.所述上模和所述下模合模，對所述組合件施加成型力，以將所述零件坯料成型為零件；S5.所述上模和所述下模分離，切割所述真空件，取出所述真空件內所述零件坯料成型后的零件。本發明提供的鈦合金板材加工方法解決了在熱成型鈦合金板材時產生氧擴散層的問題。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種鈦合金板材加工方法。

背景技術

鈦合金熱成型時，即使采用保護氣體進行將鈦合金與氧氣隔離，也不能避免氧擴散層的產生。同時，大量研究成果表明，因鈦合金表面的氧擴散層的存在，導致后續利用機械加工的方式去除其表面的氧擴散層的過程中，易出現裂紋并發生擴展；及加熱過程中，氧擴散層的厚度會隨著加熱溫度和時間的增加而增厚；以及在使用過程中，易出現疲勞開裂的現象等；上述各個因素均會導致成型后的鈦合金件的力學性能(如拉伸性能、彎曲性能)下降，尤其是疲勞性能的下降。因此，航空用的鈦合金制品通常采用化學或者物理方法去除，比如正化學銑切工藝(簡稱“化銑”)、酸洗或者噴砂等，但是上述方法需要耗費大量人工、加工周期，同時有可能導致氫含量超標。

鈦合金熱成型中主要采用模具加熱或者加熱爐的加熱方式，為了使鈦合金材料溫度均勻分布，必須增加材料與模具接觸時間，因此現有工藝要求模具材料具有良好的抗氧化性、熱強度、熱硬度、熱穩定性等特性。而對于成型鈦合金的設備，必須配備加熱源和較好的溫度控制系統，故目前鈦合金設備一般為專用設備和專用工裝，造成零件加工成本和周期較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈦合金板材加工方法，用于解決在熱成型鈦合金板材時產生氧擴散層的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

提供一種鈦合金板材加工方法，包括步驟：

S1.零件坯料涂覆潤滑油；

S2.將所述零件坯料放入真空件中，并將真空件內抽真空并封閉，以形成組合件；

S3.將所述組合件放置在上模和下模之間，之后將所述組合件加熱至預設溫度；

S4.所述上模和所述下模合模，對所述組合件施加成型力，以將所述零件坯料成型為零件；

S5.所述上模和所述下模分離，切割所述真空件，取出所述真空件內所述零件坯料成型后的零件。

作為優選地，還包括步驟：

S6.取出所述零件后，采用蒸汽清洗成型后的所述零件表面。

3.根據權利要求1所述的鈦合金板材加工方法，作為優選地，步驟S2還包括：

S21.在所述零件坯料的上表面放置上墊層，所述零件坯料的下表面放置下墊層，并將所述上墊層、所述下墊層和所述零件坯料壓平；

S22.焊接所述上墊層和所述下墊層的邊緣，并預留開口，以形成所述真空件；

S23.在所述開口處安裝用于控制空氣進出所述真空件的密封端頭。

作為優選地，步驟S21中，所述上墊層和所述下墊層均采用厚度小于0.3mm且與所述零件坯料相同的材料。

作為優選地，所述步驟S2還包括：

步驟S24.利用真空泵連接所述密封端頭，對所述真空件抽真空。

作為優選地，步驟S3中利用自阻加熱方式加熱所述零件坯料和所述真空件。

作為優選地，步驟S3中的預設溫度的范圍為538℃-704℃。