自动化加速了驱逐舰船体外壳用的板材成形

为美国海军驱逐舰船体外壳而设计的自动化热板成形工艺（ATPF）正在竞争工艺公司进行开发，这是金属加工工艺优化国家中心（NCEMT）正进行的一项工作。这一模式系统的目标是减少成形所需时间和再加工及制造船体外壳所需时间。它是为在苛刻的船坞条件下工作而设计的。     

用金属注射成形工艺制造钛植入件

美国太平洋国家西北实验室开发出一项金属注射成形工艺，利用该工艺可大大缩短制造时间并以更低成本制成高质量的钛零件。     

TA2纯钛构件电流辅助旋压成形实验研究

目的 研究TA2纯钛板电流辅助旋压成形工艺参数的影响,对变形过程进行分析。方法 在1 mm纯钛板的旋压过程中,电源、钛板和工具头构成电流回路,钛板局部温度迅速升高,工具头和旋轮协同导电加热旋压变形。试验了TA2纯钛板在室温和不同电流辅助下的旋压成形性能,在此基础上试验并分析了不同润滑条件下的旋压件表面质量。结果 在电流辅助旋压成形过程中,曲母线形件旋压变形过程为剪切变形,壁厚偏离率会影响钛板失稳起皱和反挤等缺陷。由电塑性效应可知,电流对纯钛板成形性能有着显著的影响,纯钛板的塑性变形能力随电流的增加而增强;二硫化钼作为一种理想的高温润滑剂,可以降低摩擦因数,提高旋压件的表面质量和工具头的使用寿命。结论 实验发现电流辅助旋压可以显著提升纯钛板的成形性能,表明该技术是可行的,且易于控制操作。     

等离子粉末焊技术可使材料提高强度、抵御磨损

美国先进光学系统公司（AOS）开发出一种电成形工艺，利用该工艺可将镍沉积到卷筒上生成镜面。成本比老工艺降低75％。该工艺受到导弹国防局二期SBIR计划的赞助。新工艺能可靠地生产高质量镜面，成本只及原有磨光法的1／4。后者是用一台金刚石车床将平板基底削成凹形形成镜面。     

复合粉制备工艺对自反应喷射成形TiC-TiB2复合陶瓷坯件的影响

以Ti粉、B4C粉、石墨和蔗糖（C的前驱体）为原料，采用机械粘结法制备了Ti-B4C-C系复合粉，采用前驱体法制备了Ti-B4C-C-蔗糖系复合粉，并分别利用两种复合粉进行自反应喷射成形试验，获得了Ti（C，N）-TiB2复合陶瓷坯件。通过XRD、SEM等方法观察了复合粉与喷射沉积坯件的组织结构，分析了其相组成，并测试了成形坯件的孔隙率及断裂韧性等力学性能，对比分析了复合粉制备工艺对喷射成形材料组织结构及性能的影响。研究结果表明：与机械粘结法制备的，Ti-B4C-C系复合粉相比，采用前驱体法制备的Ti-B4C-蔗糖系复合粉内部粘结强度稍低，但粉体内部混合更均匀，各组元间接触更充分，因而自反应喷射成形过程中的SHS反应更加充分。二者喷射成形所得材料均以Ti（C，N）-TiB2主相、部分钛的氧化物为副产物相，并有一定孔隙。但Ti-B4C-蔗糖系复合粉喷射沉积坯件副产物相少，组织均匀致密，且材料的断裂韧性高，综合性能明显优于Ti-B4C-C系复合粉喷射沉积坯件。     

钛及钛合金粉末的注射成形

介绍了钛及钛合金粉末注射成形技术的发展、应用现状及制备工艺.指出了钛及钛合金粉末注射成形技术研究方向和扩大应用的途径是:①使用价格低廉的氢化脱氢粉和气体雾化粉混合得到的钛及钛合金粉作为注射成形的原料粉末;②开发新型高效的钛及钛合金粉末注射成形用的粘结剂体系;③优化混炼工艺;④优化注射条件参数以消除注射缺陷;⑤开发先进的脱脂工艺,使脱脂时间进一步缩短并减少脱脂缺陷,以降低成本;⑥研究钛及钛合金烧结工艺以及超小型零件的注射成形工艺,控制产品尺寸精度,提高产品性能,扩大产品的尺寸.     

选区激光熔化Ti6Al4V梯度多孔结构工艺优化

目的 获得成形质量良好的医用梯度多孔金属种植体。方法 基于响应面法（RSM）建立选区激光熔化成形工艺参数（激光功率、扫描速度及扫描间距）与样件致密度、表面粗糙度及孔隙率差值的数学模型。利用获取的致密度、表面粗糙度和孔隙率差值对样件成形质量进行表征,通过响应面方差分析获取SLM不同成形工艺参数对样件致密度、表面粗糙度和孔隙率差值的影响,得到成形质量最佳的工艺参数。结果 样件成形质量最佳的SLM成形工艺参数如下：激光功率为240 W,扫描速度为1 400 mm/s,扫描间距为0.08 mm。优化后样件成形质量的预测值如下：致密度为97.97%,表面粗糙度均值为6.88μm,孔隙率差值为2.97%。试验结果表明,预测值与试验值基本吻合,所建立的数学模型可以准确预测样件成形质量。结论 通过响应面法试验设计及方差回归分析,确定了Ti6Al4V梯度多孔金属种植体SLM成形的最佳工艺参数。     

钢珠旋压工艺力能参数的分析及计算

针对滚珠旋压工艺的工艺参数即轴向进给量、壁厚减薄量、钢球直径大小对所成形的小直径薄壁管件（或筒件）精度、成形设备功率的选择的影响，对钢珠旋压过程作了求解各向分力及基与成形工作角等工艺参数的理论推导，提出滚珠旋丈夫时工作区的平均正压力可以通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设，得出了滚珠旋压成形力和成形功率的计算公式。认为滚珠旋压工艺中3个分力数值相差比较大，而且工作角对各项工艺力呈指数关系。实验结果与计算结果对比表明所推导的公式具有较强的实用性。     

AZ21B镁合金塑性成形工艺探究

针对镁是密排六方结构,室温下塑性差,很难进行塑性成形,及塑性成形工艺中加热效率、生产效率等问题,通过对镁合金材料性能、模具结构、加工条件等进行研究并做实验分析,探究其加热成形工艺（以AZ21B镁合金成形电池壳为载体）,进而获得较理想的塑性成形工艺方案及其模具。该工艺的主要创新在于设计并应用了一种镁合金加热送料通道,在保...     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

双丝埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺研究

埋弧焊FCB法单面焊双面成形工艺在船厂已有大量应用,针对国内单面焊工艺应用现状和高强钢的特点研制了高强钢双丝埋弧焊单面焊工艺配套焊丝与焊剂,同时系统分析了焊接规范、坡口形式、背面焊剂对焊道成形的影响。通过调整工艺使其接头性能达到技术要求,该技术有望实现埋弧焊FCB法单面焊工艺的国产化应用。     

渐进成形不同热辅助工艺对制件微观结构影响的研究进展

渐进成形作为一种先进的柔性成形技术获得了当今学者的广泛关注,然而传统渐进成形工艺难以对室温环境下整体延展性较差的板料进行加工成形,研究人员提出的不同类型热辅助工艺可以通过提高板料温度环境进而有效改善上述问题。对热辅助渐进成形体系进行了简要概述,按照渐进成形加热方式的不同将热辅助工艺分为热介质加热、电辅助加热、热辐射加热和其他方式加热4个大类,在此基础上综述了不同学者在热辅助渐进成形工艺方面的学术成果,并基于不同类型的热辅助工艺,结合微观层面总结了温度对板料成形性的影响。在热渐进成形加工过程中,材料处在多场耦合作用的复杂情况下,其中热场是导致板料微观组织变化的主要原因,辅助工艺提供的额外热源有利于材料组织发生演变,最终显著改善了材料的成形性,进而提高了零件的成形极限。最后,针对不同类型的热辅助方式在供热范围与温度均匀性等工艺方面不尽相同的问题,作出了简要评价。     

TA1纯钛微型杯件软模微拉深成形工艺研究

目的 提高现有微成形工艺的可成形性,解决薄板易破裂等缺陷,探究薄板软模微拉深成形工艺的工艺参数对成形性的影响,致力于制造具有更大拉深比的微型杯件。方法 采用退火后的纯钛薄板作为原始板材,设计了薄板的软模微拉深成形模具进行实验。实验中探讨了工艺参数和材料参数对微型杯件极限拉伸比的影响。工艺参数包括压边力、橡胶性能和润滑方式,材料参数主要是晶粒尺寸。结果 通过控制压边力能够避免微拉深工艺中的缺陷。压边力过低会导致法兰区域起皱,压边力过高会导致上圆角部位破裂。采用刚度系数为72N/mm的压边弹簧能够有效避免起皱和破裂。选用硬度为65HA的聚氨酯橡胶能够成形出极限拉深比最大（为2.64）的纯钛微型杯件。软模微拉深工艺必须采用有效的润滑方式来提高板材的流动行为。采用蓖麻油润滑能够有效避免微型杯件的破裂缺陷。板材的晶粒尺寸对极限拉深比的影响是最强烈的。晶粒尺寸为8.4μm的纯钛薄板能够制造出极限拉深比为2.64的微型杯件,而随着晶粒尺寸的增大,微型杯件的极限拉深比显著下降。结论 通过软模微拉深工艺并且采用合适的工艺参数成功制备了极限拉深比为2.64的微型杯件,与现有工艺相比,所获得的微型杯件的极限...     

平面变曲率管件成形工艺获取策略研究

目的 获取平面管件在弯曲成形过程中的初始工艺参数。方法 基于平面圆弧管件弯曲成形原理,将成形管件划分为稳定段和过渡段。针对稳定段,分析了平面圆弧管件的弯曲半径与弯曲模偏移量之间的映射关系,并通过二次曲线拟合得到非线性方程,以方便预测管件稳定区的成形工艺参数;针对过渡段,通过分析不同时间内不同模式下弯曲模偏移量对整体管件成形的影响,以确定最佳过渡方式。基于管件成形工艺知识库,提出了平面管件弯曲成形工艺参数的规划与预测方法,并通过成形实例管件进行了验证。结果整个管件的逼近残差为0.230 1 mm,最大偏差为0.390 7 mm,逼近残差和最大偏差与管件总长度的比值分别为0.127 4%和0.216 2%。结论 所提出的方法可以有效获取平面变曲率管件的成形工艺参数。     

低频振动对塑性成形表面微观形貌的影响

目的 通过对塑性成形界面施加纵向和法向低频振动,探究不同振动参数对成形过程中表面质量的影响规律。方法 采用自主设计的低频振动发生器完成纵向振动作用下的摩擦实验和法向振动作用下的压缩实验,统计材料表面变形区域的平均粗糙度,评价成形质量。结果 在干摩擦条件下,不同频率（0～50 Hz）的纵向小振幅（0.1mm）振动有利于提高成形界面的表面质量,变形区域的表面粗糙度与频率成反比,但是较大振幅（0.4 mm）的纵向振动会增加接触面的材料磨损,降低表面质量;不同频率（0～50 Hz）和不同振幅（0～0.4 mm）的法向振动均有利于提高干摩擦成形界面的表面质量,在0.2 mm振幅条件下表面粗糙度下降最为明显,振幅超过0.2mm后,增加振幅对提升表面质量的影响不明显。结论 低频振动对成形界面微观形貌影响较大,合理优化低频振动工艺参数可显著提高成形界面的表面质量。     

加工具有复杂曲线外形的航空用钛结构

美国GKN航空公司开发出一种工艺,可用于制造具有复杂外形的钛结构件,被称之为Delta成形技术的工艺,首先以改进的区域成形法制成一个钛的蜂窝状圆筒。在这个工艺中用一个轧辊装置取代静态平衡块。     

发动机同步带轮粉末冶金成形模具设计

针对发动机同步带轮的粉末冶金成形工艺,根据同步带轮的结构特点和粉末冶金模具设计原理,采用成形速度和成形速率相等原理设计同步带轮成形模具;采用变模数设计法设计成形中模;对定位孔提出采用成形芯棒的设计方案;将设计的模具图建立模具组立图,理论分析所设计模具方案的可行性;通过模具装机实验,验证成形模具设计的合理性。结果表明,试生产的同步带轮经过烧结等工艺达到了客户在精度、性能等方面的技术指标,并且提高了齿形精度和模具的使用寿命,成功开发了发动机同步带轮成形模具。     

超声振动辅助塑性成形及形性预测研究进展

随着微机电系统等领域的快速发展,对零件成形精度与性能的要求日益增加。超声振动辅助塑性成形是一种典型的能场辅助塑性成形工艺,相比于传统塑性成形工艺,具有流动应力低、材料成形能力高、界面摩擦少、成形质量较好等优势,被广泛应用于难成形材料加工、微成形、复杂构件成形等塑性成形过程。然而,由于不同塑性成形工艺中金属的变形行为特性存在较大差异,对塑性成形质量与成形性能进行预测有利于实现成形过程的形性协同控制。介绍了超声振动辅助塑性成形在体积成形工艺（镦粗、挤压、拉拔等）与板料成形工艺（拉伸、拉深、渐进成形、冲压等）中的应用及发展概况,讨论了超声振动对材料塑性变形过程中宏观表现与微观演化的影响。在已有研究基础上,重点分析了超声振动辅助塑性成形过程中成形能力预测（流动应力、成形极限等方面）和成形性能预测（表面性能、力学性能、微观组织等方面）的研究进展,为金属零部件成形高质量形性调控提供理论参考,并展望了超声辅助塑性成形工艺的发展趋势。     

曲面柔性轧制装置设计与成形工艺分析

采用曲面柔性轧制方法可以实现三维曲面板类件的连续、柔性成形,为了验证该方法的可行性,本文基于曲面柔性轧制原理,设计出成形装置并研究了装置关键部件工作辊的驱动方式,驱动方式可以分为单端与双端两种;进行相关成形实验并对曲面柔性轧制成形工艺进行了分析,探讨了成形过程.结果表明:一次调形成形工艺适用于小变形量情况,成形质量好,效率高;渐进调形成形工艺,以小的压下量逐渐使板料成形,在一定程度上可以消除板料边缘皱褶,减小回弹,利于板料成形;理论上讨论了实时调形成形工艺,该种工艺将会提高成形自动化与效率.对成形件进行了成形精度与厚度分布研究,表明成形效果良好,验证了曲面柔性轧制成形方法的可行性与实用性.     

爆炸成形技术在某型号产品加工中的应用

根据金属材料的强度理论设计的爆炸在形模具，经过了近２００次的爆炸冲击，仍然完好无损；突破传统的敞口式爆炸成形方法，采用分次成形的工艺，对ＬＦ６防锈铝合铆钉反材进行爆炸成形加工，可以满足研制工作的要求，可以推广到其它材质薄板零件的加工。