鈦合金薄板漸進成形技術(shù)的實驗研究.pdf

1、板料漸進成形工藝憑借其加工柔性高、無需專用模具的特性而尤其適用于航空航天、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域中小批量、定制鈑金件的加工。目前，鈦合金材料在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。因此，針對該類薄板(TC4、TA1)的漸進成形技術(shù)研究具有實際應(yīng)用價值。對于TC4材料，本文采用電熱輔助漸進成形技術(shù)來改善其室溫條件下較差的塑性變形能力，并著重解決高溫條件所引起的零件表面質(zhì)量低下以及工具磨損嚴重的缺陷；對于TA1材料，本文采用單點漸進成形技術(shù)來研究其微觀組織與成

2、形性能之間的關(guān)聯(lián)。另外，針對顱骨成形的實例，探索雙面漸進成形技術(shù)對于改善成形質(zhì)量的影響。主要的研究成果如下：
　　1)針對TC4的高溫電熱輔助漸進成形，設(shè)計了四種新型成形工具，即實心工具、內(nèi)部水冷工具、滾珠工具和滾輪工具。相比于常規(guī)成形工具，主要在工具材料和結(jié)構(gòu)上進行了更改，其中包括鎳基高溫合金GH4169材料的選用，以及引入水冷設(shè)計和滾動端部。實驗結(jié)果表明，同時兼?zhèn)渖鲜鋈N元素的成形工具將大大改善零件表面質(zhì)量，并減少工具端部磨損

3、。其中，滾珠工具的加工效果最為出色。相比于實心工具，其加工所得零件的表面粗糙度降低72.6%。
　　2)探索了TC4電熱輔助漸進成形過程中的溫度變化規(guī)律，其中包括：板料整體溫度變化情況、特定單點溫度變化情況和工具端部溫度變化情況。實驗得出了不同工具條件下合適的控制電流變化范圍，避免了零件表面的過度氧化。
　　3)研究了不同初始晶粒大小的TA1鈦板與其成形性能之間的關(guān)聯(lián)。實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶粒大小從234μm降低到24μm，材料最大成