热拉伸蠕变成形Ti-6Al-4V板材的工艺参数优化（英文）

热拉伸蠕变是一种加工常温难成形薄壁金属坯料的新技术。采用四因素、三水平正交表,优化了热拉伸蠕变Ti-6Al-4V板材的4个工艺参数:温度、拉伸速率、补拉伸量和保温时间。正交试验结果表明:温度是影响回弹角的最重要因素;沿拉伸方向成0°方向的变形材料屈服应力增加,沿45°和90°方向的屈服应力围绕未变形材料的屈服应力小范围波动。经过热拉伸蠕变成形,变形材料微观组织中a相由短细晶粒变成长细晶粒,变形材料显微硬度在成形前后变化很小。综合回弹角、屈服强度指标正交分析结果和材料微观组织变化情况,得出了热拉伸蠕变复合成形的优化工艺参数为:温度700°C,拉伸速率5 mm/min,补拉率2%,保温时间8 min。     

型材热拉弯蠕变复合成形工艺技术及装备

热拉弯蠕变复合成形工艺复合了热拉弯成形和热蠕变成形两种工艺,首先将毛料加热到适合热成形的温度区间;然后通过机床夹钳对其以一定应变速率施加预拉力;之后毛料在此预拉力作用下贴合模具。毛料贴模后夹钳不动,使毛料在一定温度条件下保持外形一定时间,通过材料的蠕变特性,实现一次精确成形。该工艺可显著减小回弹,提高成形精度,降低零件的制造成本。文章介绍了型材热拉弯蠕变复合成形工艺技术的原理、工艺路径、工艺特点及国内外相关装备的研制现状,展望了该工艺技术的发展趋势。     

TC4合金复杂型面工件薄壁旋压成形工艺

普通旋压是应用于化学容器上的TC4钛合金薄壁环形内胆最适宜的成形方法。本文制定出了钛合金薄壁环形内胆的旋压成形的合理的工艺流程——下料、剪圆（直径480mm）、正旋拉旋（加热到800℃）、退火、反旋拉旋（加热到800℃）、退火、切边。通过试验研究确定了TC4钛合金薄壁环形内胆的旋压成形的合理工艺参数，研制出了合格的TC4钛合金薄壁环形内胆旋压工件。     

铝合金7075马鞍外形蠕变时效成形数值模拟及试验

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。文章针对铝合金7075T651进行温度在160℃下的蠕变拉伸试验,基于蠕变试验数据,采用非线性最小二乘法确定了7075T651铝合金蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件通过编写蠕变子程序,建立了该材料的蠕变时效成形过程有限元模型。针对马鞍典型外形零件进行蠕变时效成形-回弹分析,就成形过程中的应力应变分布进行分析。在相应条件下进行了蠕变时效成形试验,并对模拟结果进行验证。结果表明,采用该本构方程,可以较好的对蠕变时效成形过程及回弹进行模拟预测。     

筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。     

蠕变时效成形工装设计研究

蠕变时效成形技术在航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造上具有独特优势,被认为是大型飞机重要的金属成形工艺之一。介绍了蠕变时效成形工装的技术要求,针对蠕变时效成形时的特点,结合成形工装的设计要求,设计制造了基于机械加载式成形工装和基于气压加载且自备加热系统的成形工装,两种工装既简单又实用,特别是后者具有较强的工程应用价值。经蠕变时效成形后的零件材料力学性能有所提高。     

TC4钛合金空心风扇叶片面板成形缺陷的蠕变修复

航空发动机用钛合金宽弦空心风扇叶片具有独特的结构特点,其外部为等厚面板,内部减重空腔与加强筋交替排列。成形中当叶片承受弯扭变形作用时,其局部面板会发生失稳产生凹陷,导致叶型超差。为了解决这一问题,提出了一种基于蠕变成形的钛合金空心风扇叶片面板修复方法,该方法采用气压加载,在较高的温度下,使凹陷部位发生蠕变变形,恢复到理论外形。针对某型TC4钛合金宽弦空心风扇叶片试验件进行面板气胀蠕变修复工艺的研究,对经历2次热循环的基体材料进行了高温蠕变拉伸试验,建立了材料蠕变模型,利用有限元软件ABAQUS对面板蠕变过程进行了数值模拟,考察了保压压力以及蠕变时间对于修复效果的影响,并选取了最佳的工艺参数进行实验。结果表明,运用气压加载蠕变修复工艺,采用最大保压压力为4 MPa的分段加压曲线,在750℃下经过1 h的气压加载,能够有效修复钛合金空心风扇叶片面板在弯扭预成形中产生的凹陷,可以作为辅助该类零件制造的一种有效方法。     

钛合金板料先进成形制造技术研究进展

系统地综述了钛合金板超塑性成形、超塑/扩散连接、热旋压、数控渐进成形和蠕变成形等多种先进成形工艺,介绍了基本原理、工业应用和最新进展,并指出了未来的技术方向。     

TC4钛合金双曲度复杂航空零件热成形工艺研究

选取TC4钛合金双曲度复杂航空零件作为研究对象,采用热成形工艺进行成形.设计了3种成形模具工艺方案,分别为无拉伸梗、整体拉伸梗和局部拉伸梗.采用有限元仿真技术对3种成形工艺方案进行模拟,得到零件成形过程中的厚度变化情况,并预测可能产生的成形缺陷,对零件成形质量进行了评估,确认了拉伸梗在成形过程中的作用.通过3种成形工艺...     

TC4钛合金薄壁双侧曲面翻边结构热成形工艺

针对某大尺寸、 薄壁、 双侧曲面、 高翻边、 翻边弯曲半径较小的TC4钛合金异形零件的热成形工艺,研究了模具设计以及不同工艺参数组合对成形缺陷产生的影响,并对成形后的试验件进行了微观组织分析、 显微硬度和拉伸性能测试.结果表明,采用成形温度730℃、 压边力49 kN、 成形速率3 mm·min-1的组合工艺参数,可获...     

薄壁筒形件内外齿旋挤复合成形

针对薄壁筒形件内外齿加工效率低、成本高、精度低等问题,采用筒形件作为坯料,开展了旋挤复合成形工艺研究。分析了旋挤复合成形工艺相关运动规律、材料流动特性;通过理论计算及数值模拟确定相关成形工艺参数;然后加工相关工装,成形出高精度薄壁内外齿筒形件,并对相关工艺参数及数值模拟模型进行了验证。研究结果表明,旋挤复合成形工艺可实现高精度薄壁内外齿零件的高效制造;且相关工艺参数合理可靠;建立的数值模拟模型可对成形中材料流动及回弹特性准确预测;所得成果为此类零件旋挤成形工艺的开发提供了相关依据。     

Numerical and Experimental Investigation into Hot Forming of Ultra High Strength Steel Sheet

Hot forming of ultra high strength steel (UHSS) sheet metal grade 22MnB5 boron for channel components using water cooling is studied on a laboratory scale. After hot forming, the different microstructures such as martensite, bainite, and pearlite in formed component are produced, which are closely related with mechanical properties of formed component. The effect of forming start temperature and the contact state between blank and die on the microstructure evolution is investigated. In addition, the effect of processing parameters, such as forming start temperature and blank holder force (BHF), on the final quality of component, i.e., springback, that happens after hot forming of UHSS is investigated. It can be concluded that the forming start temperature has a significant effect on the final mechanical properties of formed components. The effect of forming start temperature on springback is examined in detail under a wide range of operating conditions. The higher the BHF and the forming start temperature, the lower is the springback after hot forming. Furthermore, thermo-mechanically coupled finite element analysis model encompassing heating of sheet blank, forming and quenching are developed for hot forming process. The stress distributions on sheet blank under different conditions during hot forming are compared to gain a fundamental understanding of the mechanism of springback. Comparisons show that numerical simulation results have good agreement with experimental results.     

TC4钛合金热镦加热过程中应力场的分析研究

本文针对钛合金棒料局部加热、局部成形的问题，对钛合金加热过程中的热应力场进行了模拟及有限元分析计算，讨论了温度场对钛合金内部热应力的影响，得到的结论对钛合金棒料热镦工艺的设计提供了理论依据。     

5A90 Al-Li合金板材脉冲电流辅助拉深成形

为了解决5A90 Al-Li合金塑性加工困难的问题,通过理论分析与实验测试相结合的方法,对5A90 Al-Li合金板材的脉冲电流加热特性进行了研究。研究发现,10 A·mm~(-2)的脉冲电流可在2 min内将板材加热到300℃。通过单向拉伸试验对5A90 Al-Li合金板材的高温力学性能进行了测试,测试结果表明,300℃时,板材的伸长率可达63.4%。以脉冲电流加热特性和高温力学性能的研究为基础,对板材试验件的成形过程进行了设计,经脉冲电流加热后成形的试验件尺寸精度满足设计要求,且表面质量良好,无裂纹、划伤等缺陷。脉冲电流辅助热成形技术为5A90 Al-Li合金钣金薄壁类零件的塑性加工提供了一条简便、高效的途径。     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

薄壁筒形件旋压成形的研究进展

主要阐述了近年来国内外关于薄壁筒形件旋压理论研究和工艺技术的进展情况.介绍了薄壁简形件的旋压方式、旋压过程中材料流动特征和力能参数、变量参数与加工精度相关性的研究进展,以及筒形件的可旋性和复合技术的应用;分析了超薄壁筒形件旋压加工的特点,得出超薄壁筒形件的成形加工与厚壁件相比主要成形特点有:材料流动的不稳定性、对工件与...     

钢质同步环综合成形分析及对模具寿命影响研究

文章对汽车钢质同步环的综合成形过程进行了计算机模拟,分析了综合成形工艺与一次成形的成形质量、模具表层温度、磨损量、成形载荷的关系,阐述了综合成形工艺在生产试验上的运用。结果表明,采用热锻+温整综合成形工艺后,材料分配更为合理,齿形的充填更加饱满,模具受力状况得到了改善,其使用寿命得到了一定的提高。     

多材料匹配激光拼焊方案高温拉伸特性分析

摘要： 近年来热成形钢在汽车行业广泛引入,成为汽车轻量化解决方案的一个重要组成部分,为满足碰撞法规安全与吸能要求,激光拼焊技术等改进的热成形技术已开始应用,采用HC340LA,HC340/590DP分别与22MnB5进行激光拼焊,通过高温拉伸试验确定各材料的高温拉伸特性,经拟合计算得到了用于仿真分析的本构方程。并通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,从而确定了多强度梯度激光拼焊热成形的工艺可行性,得到了450 MPa,600 MPa级与1 500 MPa级两种高低搭配热成形组合方案。 创新点： 通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,揭示了含有热成形钢的异种材料拼焊后高温成形特点。     

TA15钛合金热剪旋件的几何精度与显微组织分析(英文)

为了揭示偏离率和加热温度对TA15钛合金加热剪切旋压件的影响机制,研究了不同偏离率下热剪旋件的几何精度和微观组织。结果表明:在负偏离下工件会发生径缩,且温度的突然降低会使径缩更严重。在正偏离条件下且加热温度缓慢降低时,沿工件底部到口部有明显扩径。沿热剪旋工件厚向的不均匀变形使工件晶粒细化且近外层晶粒比近内层晶粒细小。在近外层可能形成纤维组织,该纤维组织的扭曲程度随着偏离率的减小而增加。近零偏离和保持加热温度在合理范围时有利于获得几何精度高和微观组织均匀的工件。