一种钛合金零件热拉深成形加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于大曲率锥形薄板钛合金零件热拉深成形加工方法。
【背景技术】
[0002]飞机钛合金钣金零件在室温下塑性低，属于难加工的材料，其因为具有工艺性差、变形抗力大、回弹大、对残余应力和缺口应力集中敏感、弯曲能力低、塑性低、延伸率低、容易失稳等特点，因此在室温下只适宜成形形状简单的零件，而无法完成大曲率锥形薄板钛合金零件的拉深成形。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种适用于大曲率锥形薄板类钛合金零件热拉深成形加工方法。
[0004]本发明是通过以下技术方案实施的:一种大钛合金零件热拉深成形加工方法，包括以下步骤:
1)制备与大曲率锥形薄板钛合金零件配套的热拉深模具，该热拉深模具由上模、下模及导柱构成，
2)冷拉深试压:将热拉深模具置于合模机上，用与大曲率锥形薄板钛合金零件等厚的铝板进行冷拉深试压，通过调整上模、下模之间的间隙试压出铝合金零件，只有当试压出的铝合金零件合格时，才能往下继续热拉深成形工作；
3)用丙酮清洗热拉深模具工作型面及毛料表面；
4)向热拉深模具工作型面及毛料表面涂石墨；
5)将热拉深模具与热成形压力机进行连接固定；
6)开启热成形压力机升温到630-650°C并保持稳定，同时对毛料进行预热5-10分钟；
7)控制热成形压力机上工作台上升，进而带动上模升起，从而实现上模和下模分离，此时将毛料放入热拉深模具中，待温度均匀后开启上模下降，通过上模多次不同的下降深度，最终拉深成成形深度；
8)在热拉深成形温度为630-650°C、合模压力为80吨的状态下，进行保压10-15分钟；
9)保压后进行热拉深校形；
10)开启热拉深模具，取出成形后的零件；
11)洗除零件上的石墨，对零件进行检验验收，至此完成该零件的热拉深成形工作。
[0005]上述步骤7)中，上模采用三次下降，第一次下降深度至最终拉深成形剩余9-1 Imm高度，第二次下降深度至最终拉深成形剩余2-3_高度，第三次下降深度至最终拉深成形高度。
[0006]上述多次热拉深成形过程中，每拉深一次需要目视检查零件的拉深成形状态，如果出现褶皱现象，需要将零件去除进行手工排皱处理，排皱后再进行后续拉深工序。
[0007]本发明的有益效果:本发明采用稳定高温热拉深成形加工，在热成型机上使用热拉深模具对大曲率锥形薄板钛合金零件进行热拉深成形加工，克服了该类零件成形加工的难题，实现材料均匀流动，成形时不易产生开裂，有效消除成形时产生的皱折；成形后零件尺寸精度高，无残余应力，零件状态稳定，没有晶粒长大等材质变化；零件成形过程稳定可控，零件成形时可同时消除加工应力，减少后续去应力退火及校形加工工序；本发明加工后的钛合金零件塑性提高，变形抗力降低，对设备及模具的损伤变小。
【附图说明】
[0008]图1为本发明热拉深模具的结构示意图。
[0009]图2为图1的左视图。
[0010]图3为图1的俯视图。
【具体实施方式】
[0011]一种大曲率锥形薄板钛合金零件热拉深成形加工方法，包括以下步骤:
1)制备与大曲率锥形薄板钛合金零件配套的热拉深模具，如图1至图3所示，该热拉深模具由上模1、下模2及导柱4构成，其中上模1、下模2的基体材料选用中硅钼球墨铸铁，导柱4的材料选用lCrl8Ni9Ti，
2)冷拉深试压:将热拉深模具置于合模机上，用与大曲率锥形薄板钛合金零件等厚的铝板进行冷拉深试压，通过调整上模1、下模2之间的间隙试压出铝合金零件，只有当试压出的铝合金零件合格时，才能往下继续热拉深成形工作；
3)用丙酮清洗热拉深模具工作型面及毛料表面；
4)向热拉深模具工作型面及毛料表面涂石墨；
5)将热拉深模具与热成形压力机进行连接固定；
6)开启热成形压力机升温到630-650°C并保持稳定，同时对毛料进行预热5-10分钟；
7)控制热成形压力机上工作台上升，进而带动上模I升起，从而实现上模I和下模2分离，此时将毛料3放入热拉深模具中，待温度均匀后开启上模I下降，通过上模I三次不同的下降深度，最终拉深成成形深度，其中第一次下降深度至最终拉深成形剩余9-llmm高度，第二次下降深度至最终拉深成形剩余2-3_高度，第三次下降深度至最终拉深成形高度；在三次热拉深成形过程中，每拉深一次需要目视检查零件的拉深成形状态，如果出现褶皱现象，需要将零件去除进行手工排皱处理，排皱后再进行后续拉深工序
8)在热拉深成形温度为630-650°C、合模压力为80吨的状态下，进行保压10-15分钟；
9)保压后进行热拉深校形；
10)开启热拉深模具，取出成形后的零件；
11)洗除零件上的石墨，对零件进行检验验收，至此完成该零件的热拉深成形工作。
【主权项】
1.一种钛合金零件热拉深成形加工方法，其特征在于包括以下步骤: 1)制备与大曲率锥形薄板钛合金零件配套的热拉深模具，该热拉深模具由上模(I)、下模(2)及导柱(4)构成， 2)冷拉深试压:将热拉深模具置于合模机上，用与大曲率锥形薄板钛合金零件等厚的铝板进行冷拉深试压，通过调整上模(I)、下模(2)之间的间隙试压出铝合金零件，只有当试压出的铝合金零件合格时，才能往下继续热拉深成形工作； 3)用丙酮清洗热拉深模具工作型面及毛料表面； 4)向热拉深模具工作型面及毛料表面涂石墨； 5)将热拉深模具与热成形压力机进行连接固定； 6)开启热成形压力机升温到630-650°C并保持稳定，同时对毛料进行预热5-10分钟； 7)控制热成形压力机上工作台上升，进而带动上模(I)升起，从而实现上模(I)和下模(2 )分离，此时将毛料放入热拉深模具中，待温度均匀后开启上模(I)下降，通过上模(I)多次不同的下降深度，最终拉深成成形深度； 8)在热拉深成形温度为630-650°C、合模压力为80吨的状态下，进行保压10-15分钟； 9)保压后进行热拉深校形； 10)开启热拉深模具，取出成形后的零件； 11)洗除零件上的石墨，对零件进行检验验收，至此完成该零件的热拉深成形工作。
2.如权利要求1所述的一种大曲率锥形薄板钛合金零件热拉深成形加工方法，其特征在于:上述步骤7)中，上模(I)采用三次下降，第一次下降深度至最终拉深成形剩余9-llmm高度，第二次下降深度至最终拉深成形剩余2-3mm高度，第三次下降深度至最终拉深成形高度。
3.如权利要求1所述的一种大曲率锥形薄板钛合金零件热拉深成形加工方法，其特征在于:多次热拉深成形过程中，每拉深一次需要目视检查零件的拉深成形状态，如果出现褶皱现象，需要将零件去除进行手工排皱处理，排皱后再进行后续拉深工序。
【专利摘要】本发明提供一种钛合金零件热拉深成形加工方法，尤其是大曲率锥形薄板钛合金零件热拉深成形加工方法，其采用了热拉深模具及热成形压力机。热拉深成形时，先将毛料放入到热拉深模具中，然后通过热拉深模具上模多次不同的下降深度，最终拉深成零件的成形深度。本发明采用稳定高温热拉深成形加工，在热成型机上使用热拉深模具对大曲率锥形薄板钛合金零件进行热拉深成形加工，克服了该类零件成形加工的难题，实现材料均匀流动，成形时不易产生开裂，有效消除成形时产生的皱折。
【IPC分类】B21D22-20, B21D53-92
【公开号】CN104874661
【申请号】CN201510333094
【发明人】张伟强, 李兴云
【申请人】沈阳飞机工业（集团）有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月17日