[发明专利]一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法

说明书

本发明涉及提供了一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法，该方法包括：以翻边模具将钛合金薄壁板材成形为具有曲面翻边的钛合金薄壁板材；以折弯模具将具有曲面翻边的钛合金薄壁板材成形为具有小角度曲面翻边的钛合金薄壁板材。该钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法的目的是解决对带有小角度曲面翻边钛合金零件进行手工成形时零件翻边位置存在裂纹、过度减薄及过氧化烧蚀的问题。

技术领域

本发明涉及板材热成形技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法。

背景技术

钛合金钣金零件在航空航天领域应用较多，形状也多种多样，小角度曲面翻边的钛合金零件，在Z字形型面的侧面，带有8δ(材料厚度)高度的翻边，这种零件的成形难点主要存在以下两个方面：①带夹角的内圆角翻边，即在零件向内的翻边位置，两侧立边呈108°夹角，板材成形过程中，材料呈挤压趋势，随着翻边高度增大，压应力也增大，直至因压应力大于材料的失稳强度，材料发生皱曲和堆叠；②带夹角的外圆角翻边。即在零件下外的翻边位置，零件两侧立边呈109°夹角，成形过程中，板材呈拉伸趋势，随着翻边高度增大，拉应力也增大，直至因拉应力大于材料的屈服强度，材料发生减薄和断裂，该型面在一个零件上共有两处，沿竖直方向对称分布，这种形状的翻边结构，立边的夹角越小，翻边的同一高度上的压应力或压应力越大，越不容易成形出无缺陷的翻边。

目前小角度曲面翻边的钛合金零件尚无有效的成形方法，采用手工敲修的方法，先预成形出Z字形的主型面，然后预留一定的翻边余量，再通过喷灯加热翻边区域，工人使用钳工锤手工翻边，由于手工翻边的零件受敲击的位置、力度、加热温度等因素的影响，零件翻边位置均存在裂纹、过度减薄、过氧化烧蚀等问题，无法制造符合技术要求的零件。

因此，发明人提供了一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法，通过采用热成形设备、分步模压成形的工艺方法，解决了对带有小角度曲面翻边钛合金零件进行手工成形时零件翻边位置存在裂纹、过度减薄及过氧化烧蚀的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提供了一种钛合金薄壁小角度曲面翻边的热成形方法，包括以下步骤：

以翻边模具将钛合金薄壁板材成形为具有曲面翻边的钛合金薄壁板材；

以折弯模具将所述具有曲面翻边的钛合金薄壁板材成形为具有小角度曲面翻边的钛合金薄壁板材。

进一步地，所述以翻边模具将钛合金薄壁板材成形为具有曲面翻边的钛合金薄壁板材，具体包括如下步骤：

在所述钛合金薄壁板材的表面涂覆防护涂料；

将所述翻边模具的温度升至第一设定温度后装入所述钛合金薄壁板材，并在所述翻边模具上对所述钛合金薄壁板材进行精确定位；

以第一设定时间预热所述钛合金薄壁板材并以设定压力进行加压，以第二设定时间保压后取出所述具有曲面翻边的钛合金薄壁板材。

进一步地，所述以折弯模具将所述具有曲面翻边的钛合金薄壁板材成形为具有小角度曲面翻边的钛合金薄壁板材，具体包括如下步骤：

将所述折弯模具的温度升至第二设定温度后装入所述具有曲面翻边的钛合金薄壁板材；

以第三设定时间预热所述具有曲面翻边的钛合金薄壁板材，以设定压制速度进行成形，直至所述折弯模具的凸凹模合模；

以第四设定时间保压后取出所述具有小角度曲面翻边的钛合金薄壁板材。

进一步地，所述第一设定温度为700℃～750℃。