[发明专利]一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法

说明书

本发明涉及一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法。该方法包括：将钛合金薄板放置在成形工装的下模和上模之间，所述下模为具有球缺型凹槽的硬质金属结构，所述球缺型凹槽用于成形钛合金超薄球缺型零件的半球形壳体结构，所述上模为具有预定厚度的中硬型聚氨酯软模，在所述上模的厚度方向开有阶梯通孔，所述阶梯通孔位于所述球缺型凹槽的正上方；对所述上模进行冲压，在压力作用下，所述钛合金薄板与所述上模贴合并随其朝所述下模凹陷变形，在所述下模的球缺型凹槽中胀形出与其匹配的半球形壳体结构；在成形出具有半球形壳体结构的钛合金超薄球缺型零件后，将所述上模卸压并恢复原状，从下模中取出成形的钛合金超薄球缺型零件，对零件进行退火。

技术领域

本发明涉及钛合金成形技术领域，特别是涉及一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法。

背景技术

金属膜盒贮箱是一种新型航天贮箱，其材料为钛合金材料，钛零件以其比强度高、耐腐蚀、抗氧化等特点广泛应用于航空、航天领域。可以实现推进剂特别是氧化剂的长期贮存，具有密封性好，加注贮存期长、质心稳定、不产生晃动适应性广、能够采用热燃气增压等特点。

其顶部可实现翻转的钛合金超薄球缺型零件为金属膜片。金属膜片作为金属膜盒贮箱中关键部件，金属膜片的寿命直接影响飞行器的寿命，金属膜片为超薄半球形壳体结构，材料为钛合金,零件厚度仅为0.15mm，要求实现多次翻转。工作时，在外部气压作用下金属膜片从边缘处开始翻转，挤压液体燃料将其排出，为外部装置提供驱动力。

对于此类钛合金高性能球缺型零件，目前采用钛合金常规成形方法成形的零件不能满足该种零件的要求。该类零件的成形方法目前国内还处于探索阶段。

目前，对于此类钛合金零件，成形方法主要为冷成形和热成形。由于钛合金是不易成形、强度高的金属采用冷成形方法冲压，冷态状态成形回弹较大且易开裂和起皱。采用热成形方法热成形过程中钛合金的强度会降低，经过试验无法满足性能要求，成形成本高、效率低，无法实现零件多次翻转的要求，在翻转过程中发生破裂的概率较高。目前采用常规钛合金成形方法成形出的零件不能满足该类零件的要求。

因此，发明人提供了一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法，解决了现有技术成形的钛合金高性能超薄球缺性零件易起皱开裂，且无法满足强度要求的问题。

本发明的实施例提出了一种钛合金超薄球缺型零件的成形方法，该方法包括：

将钛合金薄板放置在成形工装的下模和上模之间，所述下模为具有球缺型凹槽的硬质金属结构，所述球缺型凹槽用于成形钛合金超薄球缺型零件的半球形壳体结构，所述上模为具有预定厚度的中硬型聚氨酯软模，在所述上模的厚度方向开有阶梯通孔，所述阶梯通孔位于所述球缺型凹槽的正上方；

对所述上模进行冲压，在压力作用下，所述钛合金薄板与所述上模贴合并随其朝所述下模凹陷变形，在所述下模的球缺型凹槽中胀形出与其匹配的半球形壳体结构；

在成形出具有半球形壳体结构的钛合金超薄球缺型零件后，将所述上模卸压并恢复原状，从下模中取出成形的钛合金超薄球缺型零件，对零件进行退火。

进一步地，在将钛合金薄板放置在成形工装的下模和上模之间的步骤前，还需对所述钛合金薄板两侧均匀喷涂石墨，用于在成形过程中均匀润滑。

进一步地，所述下模和所述上模的扣合端面均为平面，所述下模的端面中心设计为球缺型凹槽的模型槽，相应地，所述阶梯通孔设在所述上模的中心。

进一步地，所述上模的阶梯孔靠近与下面的扣合端面为小孔，远离扣合端面为大孔。

进一步地，所述阶梯孔的大孔直径为2mm-16mm，小孔直径为0.3mm-2.5mm。