[发明专利]一种钛合金钣金零件成形加工方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及航空钛合金钣金零件领域，具体涉及一种钛合金钣金零件成形加工方法。

背景技术

飞机钛合金钣金零件在室温下塑性低，属于难加工的结构材料，工艺性差，变形抗力大，回弹大，加热温度控制不好，容易产生氢脆；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，因此，在室温下只适应成形形状简单的钛合金钣金零件。而对于形状复杂，对零件质量和成形稳定性要求高的板合金钣金零件的加工是本领域技术人员亟需解决的难题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种钛合金钣金零件成形加工方法，该方法简单，主要采用钛合金材料在应力松弛和进入蠕变状态的温度下时，经过保温保压一定时间进行成形加工，成功实现对钛合金钣金零件进行高质量和高稳定性的成形加工。

本发明采用的技术方案为：

一种钛合金钣金零件成形加工方法，包括如下步骤：

1)用丙酮清洗成形模具的上模和下模及钛合金钣金零件，在成形模具的上模和下模及钛合金钣金零件上涂石墨；

2)开启热成形机，将上模和下模加热至630-650度，将钛合金钣金零件放置于下模上，在630-650℃温度下预热5-10min；

3)待钛合金钣金零件与下模的温度平衡后，进行上、下模合模，保持温度630-650度，合模压力控制在70-90吨，保压15-20分钟；

4)开启上模和下模，取出钛合金钣金零件；

5)清除石墨。

上述的钛合金钣金零件成形加工方法中，合模后，上模与下模之间的间隙距离与钛合金钣金零件的厚度相适应。

上述的钛合金钣金零件成形加工方法，所述上模的上端两侧，下模的下端两侧均设有吊棒，

上模上侧的周边与下模下侧的周边各设有一圈压脚槽。

上述的钛合金钣金零件成形加工方法，上模与下模的相对形面的粗糙度为Ra1.6。

上述的钛合金钣金零件成形加工方法，所述成形模具的上模和下模材质为中硅钼球墨铸铁。

本发明具有以下有益效果：

本发明钛合金钣金零件加工方法采用等温加热成形加工，由于采用独特的等温加热形式，即在加压前将上模、零件和下模加热到630-650℃，待温度稳定平衡后在施加压力，操作方法简单，在加压时可实现材料均匀流动，成形时不易产生开裂及皱折，成形后钛合金钣金零件无残余应力，贴胎度好、没有晶粒长大等材质变化；加热后材料塑性提高，变形抗力降低，对设备及模具损伤小。

附图说明

图1为本发明钛合金钣金零件成形加工方法中的成形模具示意图。

其中1-上模，2-下模，3-钛合金钣金零件，4-压脚槽，5-吊棒。

具体实施方式

一种钛合金钣金零件成形加工方法，包括如下步骤：

1)用丙酮清洗成形模具的上模和下模及钛合金钣金零件，并在上模和下模及钛合金钣金零件上涂石墨；

2)开启热成形机，将上模和下模加热至630-650度，将钛合金钣金零件放置于下模上，在630-650℃下预热5-10min；

4)待钛合金钣金零件与下模的温度平衡后，进行上、下模合模，保持温度630-650度，合模压力控制在80吨，保压15分钟后；合模后，上模与下模之间的间隙距离与钛合金钣金零件的厚度相适应；

4)控制热成形机开启成形模具，取出钛合金钣金零件；

5)清除石墨，对钛合金钣金零件进行检验验收。

一种钛合金钣金零件成形加工方法中的成形模具如图1所示，包括上模1，下模2，钛合金钣金零件3放置在上模1与下模2之间，合模后，上模1与下模2的相对形面之间的距离与钛合金钣金零件3的厚度相适应，上模1的上端两侧，下模2的下端两侧均设有吊棒5，上模1上侧的周边与下模2下侧的周边各设有一圈压脚槽4。下模2和上模1使用前为合模状态，相对位置已经固定，采用起重设备使用下模的吊棒5，将合模状态的下模2和上模1共同移至热成形机的下工作台上，通过下模2的压脚槽4将下模2固定在热成形机的下工作台上；开启热成型机使上工作台缓慢下降，当热成型机上工作台与上模1的上顶面接触后停止下降，通过上模1的的压脚槽4将上模1固定在热成形机的上工作台上。

优选地，上模与下模的相对形面的粗糙度为Ra1.6。该粗糙度可以保证零件成形后表面粗糙度要求；模具成形表面抛光难度要求不高，可以节约抛光的工时；模具表面粗糙度在热成形后会降低，粗糙度要求过高对零件成形帮助不大，并没有多少实际意义。