鈦合金超塑成形-擴(kuò)散連接組合工藝研究.pdf

1、由于鈦合金超塑成形（SPF）及超塑成形/擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)能夠成形出形狀復(fù)雜的整體結(jié)構(gòu)零件，在減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量、降低成本方面顯示了極大的優(yōu)越性，因而深受各國航空航天工業(yè)的高度重視。隨著航空航天器的高速及大型化要求，SPF/DB技術(shù)已成為世界航空航天制造業(yè)關(guān)鍵技術(shù)之一，其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用更已成為研究熱點(diǎn)。 本文采用航空航天中應(yīng)用廣泛的TC4鈦合金(Ti-6Al-4V)材料，對(duì)典型結(jié)構(gòu)件的SPF/DB工藝進(jìn)行如下研究：

2、 1．根據(jù)金屬超塑成形原理和擴(kuò)散連接理論，對(duì)TC4鈦合金的成形性能和金屬原子的擴(kuò)散行為進(jìn)行了分析。在相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元分析軟件MARC對(duì)單層板加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和兩層板盒形件結(jié)構(gòu)的超塑成形過程進(jìn)行模擬，對(duì)構(gòu)件的形狀和尺寸進(jìn)行了預(yù)測，獲得了最佳應(yīng)變速率下加載的壓力-時(shí)間曲線，為試驗(yàn)的進(jìn)行提供了理論的參考依據(jù)。 2．在有限元模擬的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)＞?，并?duì)TC4鈦合金的超塑成形工藝進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，得出合適的溫度、

3、壓力、成形時(shí)間等超塑成形工藝參數(shù)。 3．對(duì)TC4鈦合金的超塑成形/擴(kuò)散連接工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究，并對(duì)成形構(gòu)件的微觀組織進(jìn)行分析，得出合適的擴(kuò)散連接工藝參數(shù)。 通過以上研究得出了如下結(jié)果： 1．在本試驗(yàn)條件下，SPF的合適工藝參數(shù)為：溫度920℃，最大進(jìn)氣壓力為1.5MPa，成形時(shí)間為40min。 2．在本試驗(yàn)條件下，DB的合適工藝參數(shù)為：真空度高于10-2Pa，溫度920℃，加載壓力3.0MPa，保溫時(shí)間為9