[发明专利]钛合金环壳结构冷拉深-真空热蠕变复合成形方法

权利要求书

1.一种钛合金环壳结构冷拉深-真空热蠕变复合成形方法，其特征在于，包括备料步骤、冷拉深成形步骤以及真空热蠕变成形步骤，

备料步骤：将钛合金平板板料切成环壳成形所需扇形坯料；

冷拉深成形步骤：将切割好的扇形坯料置于冷拉深凹模上方，通过内外压边圈压紧，凸模在液压机的带动下与凹模贴合，实现大尺寸钛合金环壳直接拉深成形；

真空热蠕变成形步骤：将冷拉深成形后的大尺寸钛合金环壳进行真空热蠕变成形；

所述冷拉深成形步骤是将涂覆水溶性或油性润滑剂的钛合金坯料放置在冷拉深凹模上，内外压边圈在油缸的作用下实现压紧；

凸模在液压机的作用下贴合板料、拉深板料、直至凸模与凹模贴合，实现大尺寸钛合金环壳结构冷拉深成形；

所述凸模采用耐高温不锈钢材料，在模具装配面留有个凸模通孔，用于放置螺杆，成形时，将凸模固定在液压机上平台，在油缸的带动下快速向下运动，待凸模接近钛合金坯料时，减缓液压机上平台的下降速度，凸模在液压机上平台的带动下与钛合金坯料接触，并带动钛合金坯料贴合凹模；

所述外压边圈和内压边圈均为扇形结构，采用耐高温不锈钢材料，外压边圈上的压延筋高度小于内压边圈上的压延筋高度，能够抑制钛合金坯料内侧流动，防止起皱现象发生；所述凹模采用耐高温不锈钢材料，模具环向两端分别留有2个凹模通孔，用于螺杆穿透，凹模下平台安装面环向留有镂空区域，用于螺帽与螺杆紧固连接；

所述真空热蠕变成形步骤包括抽真空步骤、加热和保温步骤以及冷却步骤；

抽真空步骤：将上下模进行螺接紧固，然后将装配好的钛合金环壳结构件整体置于真空热蠕变炉，通过抽真空系统对其进行抽真空处理；

加热和保温步骤：当真空度达到5×10^-3Pa时，对装配好的钛合金环壳结构件进行阶梯升温方式加热至钛合金热蠕变温度680℃，保温150min；

冷却步骤：待钛合金环壳结构件蠕变成形完成，采用随炉水冷却方式降温，待工件温度低于60℃，将其取出自然冷却至室温，获得最终的工件；

所述加热和保温步骤分为三个阶段：

第一阶段：加热60min，待炉内温度达到300℃时保温40min；

第二阶段：加热60min，待炉内温度达到500℃，保温40min；

第三阶段：加热50min，待炉内温度达到680℃时保温150min。

2.根据权利要求1所述的钛合金环壳结构冷拉深-真空热蠕变复合成形方法，其特征在于，所述备料步骤是通过展开计算获得钛合金坯料的四条边长，利用水切割、激光切割或线切割方式并对其进行裁剪；

若现有钛合金板料尺寸小于钛合金环壳坯料尺寸，则通过激光拼接方式获得大尺寸钛合金坯料，其焊缝设置在工艺余边或压边区域，待成形后对其进行切除。