[发明专利]一种钛合金厚壁球壳等温冲压的壁厚均匀化方法

摘要

本发明公开了一种钛合金厚壁球壳等温冲压的壁厚均匀化方法，通过对凸模、待成形板的摩擦系数进行分区设计，对凸模和拉环分别升温形成温度梯度，保证了钛合金厚壁球壳的壁厚均匀化，球底减薄率从常规成形的50％降低到15％以下，壳体整体壁厚波动不超过坯料壁厚的30％，且尺寸稳定；本发明由于有效抑制了球底的减薄，因此球底处的机械性能损失程度大幅降低，球壳的整体机械性能更好，特别适合于运载火箭用TA7低温钛合金气瓶产品的研制和生产，同时也可以用于其它领域、其它牌号钛合金，同类产品的研制和生产，是一种非常实用的壁厚均匀化方法。

主权项

1.一种钛合金厚壁球壳等温冲压的壁厚均匀化方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)模具设计制造：模具包括凸模、拉环和支承座，凸模、拉环和支承座材料均为耐至少950℃的高温铸钢，凸模设计为半球形，支承座为中空结构，拉环为圆环形，放置在支承座顶部；(2)在凸模表面进行粗糙度分区处理：从凸模球底开始一直到半球形最大直径，沿高度方向均匀分为3个区域S1、S2和S3，使S1区表面粗糙度为Ra25‑Ra50，S2区表面粗糙度为Ra6.3‑Ra12.5，S3区表面粗糙度为Ra3.2‑Ra6.3；(3)加工待成形板并分区：将待成形板加工为圆形，从芯部到边缘沿径向依次分为三个区域i区、m区和o区，i区的直径为待成形板直径的1/3～1/2，m区外径为待成形板直径的2/3～3/4；(4)润滑剂分区涂覆：对凸模S2区、S3区涂覆润滑剂，S3区润滑剂完全覆盖凸模本色，S2区润滑剂用量为S3区润滑剂用量的30％‑50％；对待成形m区和o区均涂覆润滑剂，o区润滑剂完全覆盖待成形板本色，m区润滑剂用量为o区润滑剂用量的30％‑50％；(5)对凸模和拉环分别升温：将拉环升温至850℃～950℃，升温速率不超过50℃/h，凸模同时升温，升温速率不超过50℃/h，最终温度低于拉环最终温度50℃～100℃；(6)加载成形：对待成形板预热至750℃～850℃，放置拉环上，待拉环和待成形板温度稳定在850℃～950℃时，凸模开始加载，降温后取件，得到钛合金厚壁球壳。