大型钛合金双层板超塑成形/扩散连接工艺仿真

选取大型TC4钛合金双层板工件为研究对象,采用超塑成形/扩散连接工艺成形。通过材料基础性能实验获得板料和模具材料在不同温度下的比热容、导热系数和热膨胀系数等;通过成形过程的热力耦合有限元数值模拟,得到板料贴模效果、厚度分布、温度场变化和热收缩后尺寸结果,并进行实验验证。结果表明:成形后工件壁厚分布均匀,成形凹槽部位的板厚减薄率最大达到15%,降温过程中的温度变化和热收缩引起最终的尺寸变化,并明确了模具长度方向的缩放系数应为6‰~7‰,对这种窄长工件的实际生产具有重要的参考价值。     

TC4钛合金蜂窝芯的扩散连接/拉伸成形工艺

采用ABAQUS有限元仿真软件模拟了TC4钛合金蜂窝芯的扩散连接/拉伸成形过程,基于仿真结果获得最优的拉伸长度,通过扩散连接/拉伸成形试验,研究了蜂窝芯的胞体轮廓、壁厚分布以及扩散连接界面形貌.结果表明:在920℃/3 MPa/60 min参数下扩散连接得到层叠板,并在温度800℃、拉伸速度1 mm·s-1下拉伸75 ...     

TC4钛合金焊接工艺分析

分析了TC4钛合金常用焊接方法,总结了焊接工艺参数,重点论述了激光焊接方法。     

预测钛合金超塑成形－扩散连接(SPF/DB)界面层的断裂韧度

提出根据超塑成形－扩散连接(SPF/DB)的工艺技术参数预测扩散连接界面层断裂韧度的计算方法,并对TC4/TA2连接件,开发了相应的界面层断裂韧度的分析和预测软件系统。该计算方法首先在理论分析和试验的基础上,建立扩散连接界面层成长模型,获得扩散连接件界面层厚度的计算公式,确定材料过渡参数m的计算方法;其次对已有的混合型外载的界面断裂准则进行修正,使其适用于扩散连接件界面层断裂时能量释放率曲线的函数模型。计算结果与试验结果吻合良好。分析结果表明：在允许工艺参数范围内,扩散连接件界面断裂韧度随成形温度、成形压力和保压时间的提高而提高。其中,成形压力影响最大,然后依次为保压时间和成形温度。为了提高扩散连接界面层的断裂韧度,必须通过界面层设计来提高其界面裂尖断裂混合度,而上述各工艺技术参数,正与其裂尖断裂混合度的大小密切相关。     

TC4钛合金精密焊接工艺研究

针对TC4钛合金,采用电子束焊接和激光束焊接两种方法,对焊深及其波动,焊接质量,焊接变形等方面进行了分析,获得了外观成型良好,色泽正常的焊接接头,经过X射线探伤,焊缝内部质量达到国际GB3233－87Ⅱ级要求,实现了TC4钛合金的精密焊接。     

TC4钛合金车削工艺参数优化

基于正交试验和极差分析的方法,以工件表面粗糙度Ra值为评判指标,研究了TC4钛合金粗加工切削参数,并通过单因素实验法进一步优选了其精加工切削参数,同时对相同切削参数下涂层和无涂层硬质合金刀具的磨损情况进行了分析。研究表明:TC4钛合金粗加工最优切削参数为:V_c=60m/min、a_p=0.4mm、f=0.1mm/r;TC4钛合金精加工最优切削参数为:V_c=60m/min、a_p=0.2mm、f=0.1mm/r;由于UE6020涂层硬质合金刀具的涂层中含有Ti C,其与工件中的Ti元素亲和扩散,致使UE6020涂层刀具的耐用度低于US735刀具。     

基于钛合金舵面的超塑成形/扩散连接工艺

应用于某飞行器的舵面外形是由多个平面拼接而成、封闭的整体结构,内部为辐射网格式加强筋结构,具有表面质量要求高、对称性好、承载能力强等特点。鉴于零件外形及内部结构的特殊性,采用超塑成形(SPF)/扩散连接(DB)的组合工艺方式对TC4钛合金板进行成形试验研究,对成形后的舵面进行分析,获得了用TC4钛合金四层板成形飞行器舵面的最佳工艺参数。成形出的舵面扩散连接部位的焊合率达到90%以上,空腔处没有凹陷,舵面经过机加修剪边线与模型基本一致。     

基于PAMSTAMP2G TC1钛合金超塑成形研究

通过单拉试验,采用速度突变法测得TC1在820℃时的应变速率敏感性指数。基于有限元软件PAMSTAMP2G对复杂TC1钛合金零件进行超塑成形的数值模拟。采用恒压法对9种不同的成形压力进行有限元模拟,得出在不同成形压力下的板料厚度分布云图。通过云图分布得出随着压力的增大板料最小厚度变化规律,由此选择出较为合理的成形压力进行超塑成形试验验证。试验结果表明:模拟值与试验值吻合良好。     

TC4钛合金支座精密铣削工艺研究

某支座类零件采用钛合金锻件整体机械加工,由于产品采用难加工材料,同时结构复杂、材料去除率高,加工中存在装夹困难、变形大等问题。通过制定合理的铣削加工工艺方案,实现了钛合金支座的可靠装夹,保证了零件的高精度要求。     

新型TC4钛合金材料热处理工艺研究

钛合金经过热处理后有很高的比强度,随着武器装备的轻量化发展,钛合金的应用越来越多,急需进行钛合金热处理工艺技术研究。试验选择TC4钛合金,通过设计不同尺寸的工艺试件以及不同热处理工艺参数,对工艺试件进行试制。经过热处理试验,对试件热处理后的力学性能进行检测,并对热处理参数与力学性能指标进行分析。结果表明,在固溶温度910～930℃范围内,时效温度500～600℃范围内,温度变化对TC4钛合金力学性能影响较小。结合实际生产状况,优选出合理的新型TC4钛合金材料固溶、时效热处理工艺参数,确定出较优的热处理工艺参数为固溶温度范围910～920℃,时效温度范围520～560℃,掌握了钛合金热处理工艺技术,为武器装备未来发展需求奠定了基础。     

TC4钛合金等温锻造工艺数值模拟

采用DEFORM 3D有限元分析软件数值模拟TC4钛合金等温锻造过程.通过软件模拟,了解锻件成形的应力应变及金属流动等情况,为工艺的确定和设备的选取提供理论依据.     

TC4钛板扩散连接后的疲劳断裂特性

对不同参数下钛合金ＴＣ４扩散连接后的裂纹扩展门槛值ΔＫｔｈ、断裂韧度ＫⅠＣ、裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ和剩余寿命Ｎｆ等疲劳断裂特性进行了研究,与未经扩散连接的ＴＣ４原材料的相应性能作了对比,通过疲劳断裂试验及显微硬度测定和断口形貌分析等微观试验,提出了钛合金ＴＣ４扩散连接的优选工艺参数,结果表明采用ＳＰＦ／ＤＢ组合工艺制造ＴＣ４受力零构件是可行的。     

TC4钛合金对接板零件热成形工艺研究

TC4钛合金的屈强比高、弹性模量小,热成形是目前TC4钛合金零件成形的主要方法之一。热成形主要为了提高钛合金的塑形,减少零件的回弹。针对一种典型钛合金弯曲件对接板零件的热成形工艺进行了研究,在确定工艺方案的基础上完成了热成形模具的设计,并进行了相关试验,最终确定了对接板零件的热成形工艺参数并得到了符合图样要求的零件。     

TC4钛合金干切削镗孔工艺参数优化研究

镗孔加工是影响飞机制造精度、效率和质量的关键工艺方法。而关键部位的干切削加工要求给TC4钛合金孔的镗削加工提出了新的技术挑战。本研究通过设计TC4钛合金高速干切镗孔正交实验,在镗孔尺寸精度满足要求的基础上,分析了工艺参数对刀具磨损、表面粗糙度、切屑形貌等关键结果和过程要素的影响规律,建立了对应的数值关系方程,开展了以切削效率为目标的工艺参数优化,优化后的工艺参数组合较原有工艺切削效率提升28.05%。开展优化后工艺参数镗孔验证实验,结果表明,刀具磨损量、表面粗糙度和切屑形貌等均达到加工要求。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0~10MPa。     

TC4钛合金单道激光熔覆的工艺研究

为了得到TC4(Ti-6Al-4V)钛合金单道激光熔覆的最佳工艺参数组合,在TC4钛合金表面熔覆Ni60A粉末。采用IPG光纤激光器和同轴送粉系统进行激光熔覆实验,找出激光功率、送粉电压和扫描速度对熔覆层外观几何尺寸的影响规律以及对表面硬度、显微硬度和微观组织质量的影响,通过相互分析对比,找到一组最佳的工艺参数组合。当激光功率500W、送粉电压12V、扫描速度2mm/s时,得到的单道熔覆层外观形貌平整,表面硬度和显微硬度最高,并实现了良好的冶金结合。     

TC4钛合金多层激光熔覆工艺研究

为探究TC4(Ti-6Al-4V)钛合金多层激光熔覆实验的最佳的工艺参数组合,采用IPG光纤激光器和侧向送粉系统,在TC4板材表面进行激光多层熔覆实验,熔覆粉末选择Ni60A自熔性合金粉末。实验结果显示,熔覆层各层选择的扫描速度偏低时,随着层数的增加,熔覆层表面出现过烧现象;每层之间要不断调整激光功率和扫描速度,才能得到完好的多层堆积层,且熔覆层和基体形成了良好的冶金结合。随着层数的增加,已完成的熔覆层由于受到激光热量的回火处理,表面硬度会有一定程度的降低。越靠近基体的熔覆层硬度越小,最顶部的熔覆层硬度最高。     

TC4钛合金筒形件热校形工艺研究

应用弯曲理论和应力松弛理论推导了TC4筒形件的校形精度公式,通过对TC4钛板进行应力松弛实验,分析了温度、时间和初变形量对残余应力的影响,得出了零件校形的较优工艺参数为加热650℃,保温30min;进行了零件校形实验,分析了校形后的残余应力和显微组织。结果表明,采用该工艺参数校形后工件尺寸精度满足工程要求,残余应力0～10MPa。