[发明专利]一种钛合金薄壁型材冷拉弯成形方法

权利要求书

1.一种钛合金薄壁型材冷拉弯成形方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、准备长度≥3000mm的定尺钛合金薄壁型材，确保型材平直度满足：任一段1000mm长度上围绕纵轴的扭转角不大于2°，任何平面上横向放置的直尺与型材表面之间形成的间隙大小不超过缘板宽度的1％，型材表面的任一段1000mm长度上纵向弯曲度不大于2mm；

步骤二、定尺型材固定：

对定尺型材，从型材中心点向两侧沿长度方向每间隔100mm进行壁厚测量，并在型材缘边外侧进行划线标记位置，再在型材两侧点焊拉弯专用夹头，将型材腹板一侧以长度中心点为基准点，固定到普通模具钢制备的模座中，型材两侧固定到型材拉伸机的夹头中；

步骤三、定尺型材冷拉弯成形前采用预拉伸的方式使型材内部产生一定的预拉伸变形量，变形量控制在0.5％～2.5％之间，拉伸机的拉力控制在18MPa～35MPa之间；

步骤四、大曲率半径变形：

定尺型材第一次冷拉弯成形过程中拉力控制在18MPa～35MPa之间，拉伸机两端夹头同步移动速度控制在15～35mm/s之间，待型材冷变形后大曲率半径与模具一致时卸载，此时得到的型材大曲率半径处于400mm～650mm之间；

对局部小曲率半径控制的步骤如下：

将所述步骤四得到的型材中需要局部成形的一段固定到拉伸机的夹头中，然后在型材沿长度方向的中心位置通过工装局部夹紧固定到成形模具上；

第二次冷拉弯 时控制拉力在12MPa～25MPa之间，且保持拉力恒定不变，待型材局部小曲率半径与模具一致时卸载，此时得到的型材局部小曲率半径处于100mm～180mm之间；

步骤五、冷拉弯后的型材采用热矫形定位模具进行分段式加热-真空保温- 降温矫形：

将冷拉弯后的型材固定到热处理矫形模具上，将真空电炉加热至350℃～450℃，到温后将固定好的型材和热矫形模具一起装入炉内，抽真空后保温30min～60min，随炉升温到550℃～650℃继续保温60min～120min，炉冷到200℃～300℃，最后开炉门冷却到20℃～50℃，将型材和热矫形模具一起取出在空气中冷却到室温；

步骤六、将热处理矫形后的型材采用酸洗的方式消除表面的污染。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当壁厚在1.5～2.5mm时，所述步骤三中控制型材预拉伸变形量在0.8％～2.0％之间，拉伸机的拉力控制在20MPa～30MPa之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当壁厚在1.6～2.2mm时，所述步骤三中控制型材预拉伸变形量在1.0％～1.8％之间，拉伸机的拉力控制在22MPa～28MPa之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当壁厚在1.8～2.0mm时，所述步骤三中控制型材预拉伸变形量在1.2％～1.6％之间，拉伸机的拉力控制在24MPa～26MPa之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当壁厚在1.5～2.5mm时，所述步骤四中钛合金型材第一次冷拉弯成形过程中拉力控制在20MPa～30MPa之间，拉伸机两端夹头同步移动速度控制在20～30mm/s之间。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当壁厚在1.5～2.5mm时，所述第二次冷拉弯成形过程中拉力控制在15MPa～20MPa之间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中将真空电炉加热至400℃，到温后将固定好的型材和热矫形模具一起装入炉内，抽真空后保温45min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中型材和热矫形模具随炉升温到600℃继续保温60min～120min。