[发明专利]一种钛合金薄壁壳体的成形方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工成形技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁壳体的成形方法。

背景技术

钛合金是一种性能非常优异的金属材料，广泛应用于航空、航天、化工、电子、体育等高科技领域，随着制造业结构轻量化的发展趋势以及应用范围的不断拓展，很多形状复杂、要求特殊的钛合金薄壁零部件产品需求加大。但由于钛合金加工硬化程度高、弹性模量低，因此造成成形时回弹大、壳体壁厚不均匀，采用常规加工方法，很难保证产品壳体零件的尺寸精度。电磁成形是目前发展起来的一种高速率成形工艺，它是利用磁场力使金属坯料变形的一种方式，具有操作简单、生产率高、成形极限高、并可增加工件贴模性和减小回弹等优点。该成形工艺主要包括磁场力和冲击力作用下工件的变形，具有提高成形性、改善应变分布、抑制起皱、有效控制回弹、减小扭曲变形及局部微细成形等特点；此外，还能大幅度减少加工工序和加工设备的数量，显著提高生产效率，降低生产成本，非常适合于批量生产，促进其在轻量化结构中的应用。但由于电磁成形过程中板材是靠周围的磁场力作用板材，因此需要板材的电阻率要相对小。钛合金材料的电阻率较大，因此成形困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种能提高钛合金板材成形性并有效避免钛合金的回弹，成形出高尺寸精度的钛合金薄壁壳体的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛合金薄壁壳体的成形方法，其特征在于，该方法为：将凹模固定于压力机工作台面上，将厚度为0.2mm～4mm的钛合金板放置于凹模上，并在钛合金板上方设置衬板，将压边圈置于衬板上；然后将电磁线圈固定在压力机上滑块上，压力机上滑块向下运行使得电磁线圈与压边圈紧密接触；最后采用电磁成形方法对电磁线圈放电，衬板在电磁线圈产生的电磁力的作用下变形进而带动钛合金板贴膜成形，得到壁厚为0.2mm～4mm的钛合金薄壁壳体。

上述的一种钛合金薄壁壳体的成形方法，所述衬板的电阻率不高于2×10^-7Ω·m。

上述的一种钛合金薄壁壳体的成形方法，所述凹模的底部中心开有排气孔。

上述的一种钛合金薄壁壳体的成形方法，所述衬板的厚度为0.3mm～10mm。

由于钛的弹性模量低，材料回弹大，为了较好的控制钛合金变形后回弹，本发明采用高能快速的电磁脉冲成形钛合金板材。但由于钛合金的电阻率较大，成形困难。本发明采用低电阻率的板材作为衬板，成形过程放置次序为电磁线圈在最顶层，模具在最底层，中间为成形板材，钛板在下，衬板在钛板之上与钛板叠放，在衬板顶部放置压边圈，压边圈采用绝缘材料（如耐高压、耐热的聚四氟乙烯、尼龙66或通用的ABS等）。成形时，将缠绕的电磁线圈向下移动接触压边圈，放电后电磁线圈周围产生磁场，金属板材横截面内部也会产生感应电流，脉冲放电产生的脉冲电磁力对板材表面会产生瞬间的压力推动板材运动，凹模型腔内的气压通过排气孔来释放。对于高电阻的钛合金材料，采用低电阻的板材作为衬板，依靠衬板的变形来驱动高电阻的钛合金板变形，最终通过贴膜实现产品的制备。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在钛合金板上方设置低电阻率的板材作为衬板，采用电磁脉冲成形方法通过衬板的变形来驱动高电阻的钛合金板变形，最终通过贴膜实现产品的制备，方法简单，成形效果好。

2、采用本发明的方法成形钛合金薄壁壳体，能够有效避免钛合金的回弹，最终成形出高尺寸精度的钛合金薄壁壳体。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明：

图1为本发明钛合金薄壁壳体成形时的装配示意图。

附图标记说明：

1—凹模；      2—钛合金板；    3—衬板；

4—压边圈；    5—电磁线圈；    6—排气孔。

具体实施方式

实施例1

本实施例成形壁厚为0.2mm的钛合金薄壁壳体，方法为：