[发明专利]大型钛合金双曲度角材零件的超塑成形模具及成形方法

权利要求书

1.一种大型钛合金双曲度角材零件的超塑成形模具，其特征在于，所述的超塑成形模具包括上模和下模，上模与下模耦合，二者由超塑成形设备的压力机压紧板料后形成可靠的密封；下模用于在惰性气体的压力下使板料贴模成形；

所述的上模包括上模进气孔(1)、上模测温孔(2)、上模压边梗(3)和上模压板槽(4)；其中，上模进气孔(1)设置两组，分别位于上模的两端头，用于连接设备进气系统，在板料超塑成形时充入氩气；上模的侧壁处下端开设有上模测温孔(2)，用于升降温时监测上模的温度；上模的侧壁处上端设置上模压板槽(4)，用于上模与设备上平台使用压板连接固定；上模的下表面边缘处设置有上模压边梗(3)；

所述的下模包括下模排气孔(5)、下模测温孔(6)、下模压边梗(7)、下模压板槽(8)和导向板(9)；其中，下模排气孔(5)开设于下模的上表面，位于零件最后贴模的圆角处，用于板料超塑成形贴模时排气；下模测温孔(6)开设于下模的侧壁处上端，用于升降温时监测下模温度；下模压板槽(8)设置于下模的侧壁处下端，用于下模与设备下平台使用压板连接固定；下模压边梗(7)位于下模的上表面边缘处，用于与上模压边梗(3)结合作用，上、下模夹紧并密封板料，确保气压的加载；下模的四周侧壁上设置有导向板(9)，用以控制合模定位的准确度。

2.一种采用权利要求1所述的超塑成形模具进行大型钛合金双曲度角材零件的超塑成形的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、清理钛合金板料表面至干净无油污，在板料两面与超塑成形模具工作面涂覆止焊剂；

步骤2、将整套超塑成形模具安装进入超塑成形设备中，保证上、下模滑合定位准确；将板料放置于下模上，设备上平台联动上模下行，接触到板料，上平台停止下行；

步骤3、超塑成形设备升温，加热超塑成形模具至400℃，利用此时钛合金板材的自重和高温较好塑性，上模下行，与下模合模，将板料压紧在上、下模中，上、下模的相应的压边梗密封板料；再通过外部气压加载控制系统充入高纯氩气保护板料防止其氧化；继续加热至成形温度920℃，压力机对上、下模加压，通过上模进气孔(2)充入氩气，加载压力1.8MPa，时间1.5h，使板料贴附于下模型面，零件成形，保压0.5h；

步骤4、气压加载结束后，即完成整个超塑成形过程，停止加热，把气压逐渐降低，保护板料防止其氧化；待超塑成形模具温度降低到400℃以下，停止充入氩气，开炉取件；冷却后，制取零件外形。