[发明专利]一种钛合金薄壁整圆形零件热绕弯成形方法

说明书

本发明公开了一种钛合金薄壁圆形零件热绕弯成形方法，包括以下步骤：将工件的两端分别夹在热绕弯成形装置的固定端夹具和移动端夹具上；自阻加热工件至预设温度；将工件侧向压紧在模具环形凹模内部；模具主体带着工件以预定的应变速率1.0×10^‑2‑1.0×10^‑4/s进行转动；停止模具主体的转动，将保温箱装配在旋转工作台上，启动辅助加热系统，将工件温度保持在500℃‑750℃下，实现对工件的高温应力松弛；将工件冷却到室温，完成钛合金薄壁圆形零件热绕弯成形。本发明的技术方案能更好的完成大曲率的整圆形钛合金薄壁型材的加工，能够一次成形，简化原来的工艺流程，大大节约生产成本，提升加工效率。

技术领域

本发明属于金属热加工技术领域，尤其涉及一种钛合金薄壁整圆形零件热绕弯成形方法。

背景技术

钛合金材料具有强度高、密度小，机械性能好，韧性和抗蚀性能好的特点，广泛应用于航空航天领域。目前型材弯曲工艺主要有拉弯、绕弯和滚弯，其中拉弯法是应用最广泛的一种型材弯曲工艺，其成形后的型材弯曲精度高、回弹小，但由于型材外侧已产生过度减薄，所以很容易出现拉裂缺陷，另外该成形方法的成形角度有限、设备比较复杂、成本高；绕弯法也是一种比较典型的弯曲工艺，用该方法成形的型材质量比较高，成形角度比较大且工艺简单，成本较低，但相比较于拉弯法，绕弯模弯曲型材的回弹量较大，型材截面容易发生畸变；滚弯法成形的型材回弹量更大，且型材易出现开裂等缺陷。

经对现有专利技术文献检索发现，已有相关型材热弯曲成形方法。

1)通过在型材坯料表面涂抹防氧化陶瓷涂层，使均温炉升温至第一温度，通过固定部件将型材两端固定，对型材加热，温度升至第一温度，按照固定部件在拉完模具上的运动轨迹，将型材拉弯成形至贴模，并保持拉弯成形过程中的补拉量不变，对型材进一步加热，升温至第二温度，并使型材的温度在固溶时间段内稳定在第二温度允许范围，将靠模与所示拉弯模具合模，使型材在靠模与拉弯模具合模后的腔体内处于约束状态，对型材进行强制淬火至室温，调节均温炉的温度为第三温度，在保持补拉量不变的状态下，将腔体内的型材调温至第三温度，达到时效时间段后，腔体内的型材自然冷却至室温。

2)通过将型材放置在凹模型腔中，并将型材一端夹持到夹头中，另外一端放入拉伸装置中，对拉伸装置施加拉力，使型材产生伸长量，旋转调节结构使动模压紧型材，对动模施加弯矩，使型材弯曲需要的角度，最后旋转调节机构，撤去动模、拉伸装置和夹头，取出已弯曲成形的型材。

综合以上分析可知，现有技术主要存在以下不足：

1)钛合金型材拉弯成形并原位热处理方法，通过调节温度来实现型材在不同温度下的成形和热处理，提高了型材本身的加热效率以及能量利用率，既保证了成形精度又调控了性能。虽然能够获得成形效果更好的型材零件，但该方式需要采用价格昂贵的均温炉，设备成本比较高且型材成形角度受到拉弯模具的限制，难以成形大角度型材零件。

2)型材张力绕弯成形工艺，目的是一种型材绕弯的新工艺，操作简单，可以成形复杂截面形状的型材，且弯曲件的成形质量好，回弹小。但该工艺并没有实现对待成形型材的高温应力松弛过程，因此，对于难以成形的钛合金型材来说，该工艺无法保证型材大角度弯曲成形时的成形精度以及对回弹量的控制。

发明内容

为了解决对钛合金薄壁型材零件进行大角度弯曲成形时、成形困难和工艺过程复杂以及成形后回弹量难以控制问题，而提出一种钛合金薄壁整圆形零件热绕弯成形方法，通过自阻加热的方式，对工件进行持续加热，降低钛合金材料的抗拉强度后，进行绕弯成形，绕弯成形结束后利用保温工装使工件在一定温度下保持一段时间，来一次成形出高精度的整圆形薄壁钛合金零件。本发明的具体技术方案如下：

一种钛合金薄壁圆形零件热绕弯成形方法，包括以下步骤：

S1：将钛合金型材工件的两端分别夹在热绕弯成形装置的固定端夹具和滑动端夹具上；

S2：自阻加热钛合金型材工件至预设温度；