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1、大尺寸薄壁钛合金筒体旋压成形质量影响因素12111李启军摇摇范开春摇摇王摇琪摇摇黄思原摇摇赵世强(1摇航天材料及工艺研究所,北京摇100076)(2摇中国航天三江集团设计所,武汉摇430040)文摇摘摇针对大尺寸薄壁TC4钛合金筒体旋压成形,分析了工件质量影响因素,并研究了旋压成形典型缺陷成形机理和控制方法。结果表明旋压道次和变形量对工件质量影响显著,旋压道次增多,变形量过大,工件精度降低;采用微扩径反旋、坯料分区温度控制等措施,可以有效解决旋压过程中易出现的壁厚和直径超差、反挤、鼓包等缺陷。关键词摇钛合金,大尺寸,薄壁,无焊缝,旋压,缺陷
2、FactorsInfluencingSpinformingofLarge鄄Diameter,Thin鄄WalledTC4AlloyTube12111LiQijun摇摇FanKaichun摇摇WangQi摇摇HuangSiyuan摇摇ZhaoShiqiang(1摇AerospaceResearchInstituteofMaterials&ProcessingTechnology,Beijing摇100076)(2摇DesigningInstituteofChinaSanjiangGroup,Wuhan摇430040)Abstract摇Fact
3、orsinfluencingthespinformingoflarge鄄diameterandthin鄄walledTC4alloytubewereanalysized.Formationmechanismofspinningdefectsandcorrespondingcontrolmethodsduringspinningwerestudied,basedonwhichlargethin鄄walledtubularworkpiecesofTC4alloywithhighprecisionwerewellformed.Theresults
4、showthatspinningpassanddeformationratiocanobviouslyaffectqualityofworkpieces,increasingspinningpassandexcessivedeformationratiotendtodecreaseprecision.Spinningdefects,suchasdiameterandwallthicknesserror,backwardex鄄trusion,bulge,canbeeffectivelysolved.Keywords摇Titaniumalloy
5、,Large鄄diameter,Thin鄄walledtube,Weldless,Spin,Defects0摇引言强力旋压是制造大型薄壁筒形件最有效的加工随着航空、航天等工业的发展,钛合金材料的应工艺,旋压件的精度不低于机械加工,机械性能好,并[1-3]用日益广泛,以满足构件质量轻、强度高且耐热、且材料利用率高,加工成本低,因此,得到了广泛的应[4-7]耐蚀等需求,尤其大尺寸薄壁TC4钛合金筒体在航用。但TC4钛合金冷旋极易开裂,需采用热旋方空航天等领域有着重要应用。然而,由于TC4钛合式成形,而热旋压成形影响因素很多,尤其是大尺寸金在常温
6、下强度高、塑性差、回弹大、易加工硬化,使薄壁TC4钛合金筒体,坯料变形流动、加热温度、坯得钛合金构件成形和制造难度大。对大尺寸薄壁料和芯模热胀冷缩、贴胎度等,这些因素都显著影响TC4钛合金筒体,传统锻造机械加工容易变形、材料旋压成形及旋压产品精度控制。尽管已有许多学者利用率低、加工成本较高;钛合金板材滚弯焊接成形,开展了钛合金热旋压成形技术研究,但目前还没有很[8-11]由于纵向焊缝的存在使得构件的切向性能显著降低,好的掌握此类构件的热旋成形技术。签于此,本为了保证构件的强度需要增加板材的厚度,导致构文开展了大尺寸薄壁TC4钛合金筒体成形质
7、量影响件质量增加。因此锻造机械加工和滚弯焊接已不能因素和缺陷成形机理及控制方法研究,为采用旋压技满足新型号薄壁、高精度、高性能需求,需要采用新的术制备大尺寸薄壁TC4钛合金筒体奠定技术基础。工艺制造TC4钛合金筒体。1摇实验收稿日期:2011-11-21作者简介:李启军,1976年出生,硕士,主要从事有色金属材料及工艺的研究。E-mail:sichuanli@yahoo.com.cn—86—宇航材料工艺摇http://www.yhclgy.com摇2012年摇第1期1.1摇材料钛合金筒体质量精度降低。分析其原因,主要有两方采用厚10~12m
8、m、椎1150~1200mmTC4钛面因素,一方面是因为在旋压过程中,随着旋压道次合金板材,并经冲压拉伸成筒形坯,以旋制TC4钛合的增加,会造成各道次旋压壁厚精度、内径精度和直+
