鈦合金筒形件精密校形工藝研究.pdf

1、鈦和鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐腐蝕和高溫等一系列優(yōu)異特性在航空、航天等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。由于常溫下鈦板的屈服強(qiáng)度與彈性模量比值很大，成形后的工件回彈嚴(yán)重且校形困難，所以常溫下成形的工件很難達(dá)到尺寸要求，因此常常用熱校形方法來提高鈑金件成形精度。
　　本文以TC4鈦合金筒形件為研究對象，通過理論計(jì)算、數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對熱校形過程中模具的熱彈性變形和零件的熱彈塑性變形、蠕變及高溫短時應(yīng)力松弛行為進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容如下：

2、
　　（1）運(yùn)用熱彈塑性彎曲理論和應(yīng)力松弛理論對零件熱校形過程進(jìn)行了理論計(jì)算，推導(dǎo)出校形精度公式。
　　（2）建立了加熱爐的二維傳熱有限元模型，對ZGCr25Ni20不銹鋼和耐熱中硅球鐵RQTSi4Mo材料零件的加熱過程分別進(jìn)行了模擬及試驗(yàn)驗(yàn)證，為TC4筒形件熱校形傳熱過程模擬奠定了基礎(chǔ)。
　　（3）應(yīng)用加熱爐有限元模型對環(huán)形ZGCr25Ni20不銹鋼和耐熱中硅球鐵RQTSi4Mo材料模具分別進(jìn)行了加熱膨脹模擬，分析了

3、模具幾何尺寸和溫度的關(guān)系，得到了熱校形模具的設(shè)計(jì)公式；建立了筒形件熱校形的順序熱力耦合有限元模型，分析了溫度、時間和筒形件初始圓度對工件校形后殘余應(yīng)力和尺寸精度的影響，得出了筒形件熱校形的合理工藝參數(shù)為加熱650℃，保溫半小時。
　　（4）對TC4鈦板進(jìn)行了不同溫度和預(yù)拉量的應(yīng)力松弛試驗(yàn)，分析了各個因素對松弛殘余應(yīng)力的影響，并與模擬結(jié)論對比，符合較好。
　　（5）采用模擬工藝參數(shù)進(jìn)行了TC4筒形件的熱校形試驗(yàn)，校形結(jié)果滿足尺