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《TA1鈦合金板材高溫顆粒介質(zhì)成形試驗(yàn)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、鈦合金成形工藝TITANIUMALLOYFORMINGPROCESSTA1鈦合金板材高溫顆粒介質(zhì)成形試驗(yàn)研究ExperimentalResearchonHotGranularMediumFormingofTA1TitaniumAlloySheet北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院 郎利輝 劉康寧中航工業(yè)北京航空制造工程研究所 吳 為 劉寶勝[摘要]利用高溫介質(zhì)成形工藝對TA1鈦合金板成形工藝可有效降低鈦合金錐形類零件的起皺趨勢，提材進(jìn)行了筒形零件拉深過程仿真計算及試驗(yàn)驗(yàn)證，模擬高成形性。分析及
2、高溫條件下拉深試驗(yàn)結(jié)果表明，高溫介質(zhì)成形工本文在顆粒介質(zhì)三軸圍壓試驗(yàn)及TA1鈦合金高溫藝適用于鈦合金板材，并能顯著提高鈦合金薄壁零件的單向拉伸試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對鈦合金筒形件進(jìn)行了500℃條成形質(zhì)量。件下的顆粒介質(zhì)拉深試驗(yàn)及成形后零件壁厚、輪廓尺寸關(guān)鍵詞：鈦合金板材高溫介質(zhì)成形數(shù)值模擬計算模擬分析，驗(yàn)證了高溫顆粒介質(zhì)成形工藝對鈦合金[ABSTRACT]Deepdrawingprocessofcylinder-板材的適用性及高溫顆粒介質(zhì)成形規(guī)律計算分析準(zhǔn)確shapedpartofTA1titaniuma
3、lloysheetiscarriedoutby性。結(jié)果表明，高溫顆粒介質(zhì)成形工藝可以有效提高鈦hotmediumformingtechnology.Comparestudyisalso合金零件的成形質(zhì)量。conductedwithnumericalsimulation.Resultsshowthatthehotgranularmediumformingprocessappliestotita-1材料性能試驗(yàn)niumalloysheetandcanimprovetheformingqualityo
4、f1.1顆粒介質(zhì)三軸圍壓試驗(yàn)titaniumalloythin-walledparts.三軸壓縮試驗(yàn)可以測定顆粒材料抗剪強(qiáng)度，側(cè)重于Keywords:TitaniumalloysheetHotgranular測量巖土、顆粒材料在三軸壓應(yīng)力條件下動態(tài)受壓變形mediumformingNumericalsimulation特征，相比于直剪試驗(yàn)，三軸圍壓試驗(yàn)中被測試材料的DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.17.030受力狀態(tài)更貼近于主動式熱介質(zhì)成形中顆粒介質(zhì)。因此，為
5、了測定顆粒材料Mohr-Coulomb摩擦模型參數(shù)，選目前，隨著輕量化構(gòu)件在航空、航天、汽車、能源等擇三軸圍壓試驗(yàn)測定顆粒材料流動特性及壓力傳遞規(guī)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對輕質(zhì)合金薄壁類零件的先進(jìn)成形工律。三軸圍壓試驗(yàn)結(jié)果繪制的強(qiáng)度包線如圖1所示。藝提出了越來越高的要求?，F(xiàn)有加工方法存在諸多局從圖中可得，本文所選的非金屬顆粒材料Mohr-限性，無法滿足日益苛刻的加工需求，為解決這一難題，Coulomb摩擦模型粘聚力c=1.6255kPa，內(nèi)摩擦角各國研究機(jī)構(gòu)提出了多種工藝以提高輕量化零件的成φ=14.9
6、352°，具有良好的流動性，可對成形拉深力進(jìn)行形質(zhì)量。有效傳遞。鈦合金板材在室溫條件下屈強(qiáng)比大，彈性模量小，1.2TA1鈦合金高溫單向拉伸試驗(yàn)延伸率及成形極限較低，成形后零件易起皺、破裂，加工為了獲取TA1材料高溫條件下拉伸性能，利用[1]難度大，通常要在550℃~750℃條件下成形。傳統(tǒng)鈦ZWICK單向拉伸試驗(yàn)機(jī)，對1mm厚TA1板材進(jìn)行了合金板材成形方法主要有超塑成形及熱沖壓工藝等[2]，1000但不可避免地帶來了諸多問題，如模具設(shè)計復(fù)雜、起皺800[3]減薄嚴(yán)重、壁厚均勻性差、成形效率低等
7、。[4-5]600c=1.6255kPa,φ=14.9352°板材顆粒介質(zhì)成形工藝是由燕山大學(xué)趙長財?shù)圈?kPa提出的一種柔性成形方法，其利用耐高溫非金屬顆粒介400質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上剛性的凸模（或凹模）成形板材、管材200[1]類零件，可加工鋁合金、不銹鋼及鈦合金等材料。國[6-7]02004006008001000120014001600外紐倫堡大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)對顆粒介質(zhì)成形工藝進(jìn)σ/kPa行了試驗(yàn)研究，對高強(qiáng)鋼等材料進(jìn)行了高溫條件下顆粒圖1三軸圍壓試驗(yàn)結(jié)果[8]介質(zhì)成形試驗(yàn)。計算仿真分析結(jié)果已
8、證明，顆粒介質(zhì)Fig.1Resultoftriaxialcompressiontests122航空制造技術(shù)·2015年第17期鈦合金成形工藝TITANIUMALLOYFORMINGPROCESS140態(tài)，可有效防止不均勻變形導(dǎo)致的失穩(wěn)，抑制起皺趨勢。120可以看到，高溫顆粒介質(zhì)成形出的零件具有較好的表面100質(zhì)量。-1ε=0.1s80-1ε=0.02s-1ε=0.005s6040真實(shí)應(yīng)力/MPa溫度：500℃20圖4500℃不同拉深深度鈦合金零件00.10.20.30.4Fig.4TA1part
