[发明专利]一种薄壁钛合金封头的热冲压成型加工方法

说明书

技术领域

本发明属于金属冲压成型技术领域，尤其是一种薄壁钛合金封头的热冲压成型加工方法。

背景技术

薄壁钛合金封头的结构简图见图1，要求成型后的外径为D、高度为H、过渡曲率半径为R、钛合金封头的厚度为T，T≤2mm，属于薄壁范畴。

钛合金封头的成型加工多采用等温冲压方法，成型加工时将薄壁钛合金坯料和模具一同置于加热炉中进行加热，需要配置专用的加热炉、耐热钢模具及压力机。由于薄壁钛合金坯料和模具均处于高温状态，成型加工过程中无法对薄壁钛合金封头的相关尺寸进行检测，生产效率和成品率较低。

也有采用旋压成型方法来加工钛合金封头，但效果不令人满意，至今得不到推广使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种薄壁钛合金封头的热冲压成型加工方法，该热冲压成型加工方法通过初模制作→终模制作→下料→坯料加热→预热→初模冲压→再加热→终模校平整形→剪边等相关工序使具有厚度T≤2mm的钛合金板被热冲压为薄壁钛合金封头，工序设置合理，不需要配置专用的加热炉，冲压工具由耐热钢变为45号钢，节省了冲压工具的制作费用，也节省了加工时间，使薄壁钛合金封头生产效率和成品率都得到了不同程度提高。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种薄壁钛合金封头的热冲压成型加工方法，钛合金封头的厚度=T≤2mm，薄壁钛合金封头成型后的相关尺寸要求是：外径=D；总高=H，过渡曲率半径=R，将薄壁钛合金封头的内凹面称其为封头内轮廓，将薄壁钛合金封头的外凸面称其为封头外轮廓；该热冲压成型成型加工方法包括初模制作→终模制作→下料→坯料加热→预热→初模冲压→再加热→终模校平整形→剪边，该成型加工方法涉及到315t双动拉伸液压机和普通电加热炉；

初模制作：初模包括上模、压模和下模，上模的下端凸面与所述封头内轮廓匹配，上模的上端面配置有与315t双动拉伸液压机输出轴相配的内螺纹联接孔，在上模的外径端面对称配置两个限位孔，压模的通孔内径＞D+2T，下模的通孔内径=D+2T，下模的上端面配置定位凹槽，所述定位凹槽的深度与T匹配，所述定位凹槽的内径=下述坯料的外径+下述坯料的热膨胀余量，上模、压模以及下模均由45号钢制作而成；

终模制作：终模包括上模、压模和成型下模，所述成型下模的下端凹面与所述封头外轮廓匹配，所述下端凹面至所述成型下模的上端面的高度=H+ T，在所述成型下模的上端面也配置定位凹槽，该定位凹槽的深度和内径与下模所述定位凹槽的深度和内径相匹配，所述成型下模由45号钢制作而成；

下料：将厚度=T的钛合金板按D+2H+2倍压边余量为外径尺寸划圆并用线切割下料成坯料；

坯料加热：用丙酮去除上述坯料外表面的油污并均匀涂刷防氧化涂料，待所述防氧化涂料晾干后再放入普通电加炉中进行加热，上述坯料的加热温度控制在950±10℃并保温5分钟；

预热：将上模、压模及下模放入普通电加炉中进行预热，预热温度与上述坯料的加热温度匹配；

初模冲压：通过卡具将上述坯料快速放至下模的所述定位凹槽内，在上述坯料之上加装压模，将上模通过内螺纹联接孔安装在315t双动拉伸液压机的输出轴上，以下模的上端面为基准将所述输出轴的冲压次数设定为N次，每次冲压的深度下压量为H/N，每次冲压的定型间隔时间为15分钟，经过N次冲压后上述坯料被热冲压为初压钛合金封头； 

再加热：在初压钛合金封头的外表面均匀涂刷所述防氧化涂料，待所述防氧化涂料晾干后再放入普通电加炉中进行再加热，再加热的温度根据初模冲压工序中上模所测的即时温度为准并保温5分钟，所述成型下模的加热温度=再加热的初压钛合金封头温度；

终模校平整形：将下模更换为所述成型下模，在所述成型下模内放入再加热的初压钛合金封头，以所述成型下模的上端面为基准设定所述输出轴的深度下压量为H对初压钛合金封头进行校平整形冲压，由于上模的即时温度与再加热的初压钛合金封头以及所述成型下模的温差相差不大，因此通过所述成型下模能对初压钛合金封头在初模冲压工序中产生的微小褶皱进行校平整形使其成为半成品；

剪边；按照薄壁钛合金封头的相关尺寸要求对所述半成品的多余部位进行剪边即可成为成品薄壁钛合金封头。

在限位孔内配置有下压量传感器，所述下压量传感器能控制所述输出轴的深度下压量。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：