[发明专利]一种波纹管快速热成形装置及其方法

权利要求书

1.一种轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助钛合金波纹管快速热成形的方法，其特征在于该成形的方法是利用轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置完成，具体过程如下：

一、将待成型金属管材（7）放入到型腔中，待成型金属管材（7）的顶端置于顶部模瓣（2）与压头（1）形成的空隙中，待成型金属管材（7）的底端置于底模座（9）与底盘（8）形成的空隙中；

步骤一中所述的待成型金属管材（7）的材质为钛合金；所述的钛合金为TA18；

步骤一中所述的待成型金属管材（7）的壁厚为3mm；

二、将耐高温柔性粉体（5）加入到型腔中，开启加热体（10）进行加热，当待成型金属管材（7）的温度达到0.6Tm时，向压头（1）施加压力，使压头（1）的下压速度为40mm/min，成形结束后停止向压头（1）施加压力，得到成形后金属波纹管（4）；再进行脱膜，将成形后金属波纹管（4）取出，即完成轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形方法；

步骤二中所述的耐高温柔性粉体（5）为SiO2粉体和BN粉体的混合物，其中SiO2粉体和BN粉体的体积比为2:1；

步骤二中所述的Tm为待成型金属管材（7）的熔点；

所述的轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置包括压头（1）、顶部模瓣（2）、模套（3）、耐高温柔性粉体（5）、型腔模瓣（6）、待成型金属管材（7）、底盘（8）、底模座（9）和加热体（10）；

所述的底盘（8）的外部设有底模座（9），底模座（9）上设有型腔模瓣（6），型腔模瓣（6）内设有型腔，耐高温柔性粉体（5）设置在型腔中；

所述的型腔模瓣（6）上设有顶部模瓣（2）；压头（1）的下端穿过顶部模瓣（2）进入到型腔中；

所述的模套（3）设置在顶部模瓣（2）、型腔模瓣（6）和底模座（9）的外部，加热体（10）设置在模套（3）的外部；

所述的压头（1）为阶梯形状，压头（1）的下端为锥台形，锥台的小端直径为锥台的大端直径的2/3，型腔的小端直径比压头（1）的锥台的大端直径大2mm；

所述的型腔形状为波纹管；

所述的加热体（10）内设有10个加热棒；

所述的轴向加载/摩擦补料的柔性介质辅助波纹管快速热成形装置沿纵向分为两瓣，为两瓣组装结构；

所述的顶部模瓣（2）的外轮廓设置3~8度的斜度，模套（3）内腔设置3-8度的斜度，模套（3）与顶部模瓣（2）、型腔模瓣（6）与模套（3）、底模座（9）与模套（3）通过斜度配合装配，耐高温柔性粉体（5）在成形前与待成型金属管材（7）接触；

所述的型腔模瓣（6）的内壁尺寸为成形后的金属波纹管的尺寸，外壁斜度为3～8度，与模套（3）内壁配合；

所述的底盘（8）外壁与待成型金属管材（7）接触，底盘（8）与底模座（9）配合使用；底模座（9）的外壁斜度为3～8度，与模套（3）内壁接触；

在通过所述耐高温柔性粉体（5）施加载荷的热成形过程中，由于摩擦作用，随着所述压头（1）下压过程，带动周围所述耐高温柔性粉体（5）向下移动，所述耐高温柔性粉体（5）的移动带动与之接触的所述待成型金属管材（7）向下移动；所述耐高温柔性粉体（5）对所述待成型金属管材（7）的摩擦力使所述待成型金属管材（7）产生沿内表面的切向力作用。