TC1深型腔负角度零件超塑成形模具设计与优化

稀有金属, 2010, 34(4): 491-496. doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2010.04.004

TC1深型腔负角度零件超塑成形模具设计与优化

王燕华 ^1, , 黄重国 ^2, , 袁清华 ^3, , 马涛 ^4, , 侯红亮 ^5,

1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083

2.北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083

3.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

4.北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083

5.北京航空制造工程研究所,北京,100024

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50475174)

关键词： TC1 , 超塑成形 , 模具设计 , FEA模拟

Mold Design and Improvement of TC1 Parts with Deep Cavity and Negative Angle for Superplastic Forming

钛合金在航空、航天等工业中有广泛的应用,其中TCl钛合金在变形温度为860℃,应变速率为7.5×10-4 s-1时,延伸率最大可达710%,具有良好的超塑性,通过超塑性气压成形工艺可成形形状较为复杂的零件.根据深型腔负角度钛合金法兰盘零件的特点,提出了超塑性气压成形工艺,并根据零件尺寸特征设计了弧形底面和平底两种的模具,同时,根据TC1拉伸力学特性建立了材料的高温本构关系,应用MARC有限元对其超塑成形过程进行了模拟.结果表明,弧形底面模具成形零件最薄处为1.2mm,壁厚分布标准差为0.198 mm,变薄率为40%,在成形过程中最大应力约6.6 MPa;而平底模具成形的零件最薄处仅为0.82 mm,壁厚分布标准差为0.303 mm,变薄率高达59%,在成形过程中最大应力约7.8 MPa.因此弧形底面模具厚度分布较均匀,壁厚减薄较小,最大应力较小,降低了应力集中程度,是该类零件超塑成形工艺较为理想的模具.

参考文献

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