翼類鈦合金零件超塑成形-擴散連接關鍵工藝研究.pdf

1、在航空航天工業(yè)中，鈦合金翼類零件的傳統(tǒng)制造方法是采用焊接、鉚接、螺接等連接方式把單個零件裝配起來，其主要缺點是零件數量多，裝配難度大，可靠性差，給現代飛機的制造帶來諸多不便。超塑成形/擴散連接（SPF/DB）工藝的出現，改變了翼類零件傳統(tǒng)制造方法的連接形式，同時在提高飛行器性能、減少構件重量、降低制造成本等方面具有傳統(tǒng)制造工藝無法比擬的優(yōu)越性。
　　 翼類零件大多屬于多層板結構。在國外，翼類零件的SPF/DB 技術早已成為航空航

2、天工業(yè)的研究熱點，但在國內，這種技術僅僅處于試驗階段，并沒有進入實質性的大規(guī)模工程應用階段。因此，對翼類零件多層板結構SPF/DB 工藝的研究，就顯得尤為重要。本文針對TC4 鈦合金翼類零件結構進行了深入的超塑成形、超塑成形/擴散連接工藝研究，成功制備出雙層板及三層板翼類樣件，提出了關鍵工藝的解決方案，主要內容如下:
　　 首先，基于金屬超塑成形和擴散連接基本原理，結合相關理論，利用有限元軟件Marc 對一定條件下的TC4 鈦合

3、金雙層板及三層板結構超塑成形過程進行了模擬，對構件的壁厚分布、貼模情況及溝槽等作出了預測分析，同時也獲得了等應變速率下的壓力-時間控制曲線，為后續(xù)實驗的進行提供了參考依據。
　　 其次，結合有限元模擬結果，設計出相應的模具，對翼類鈦合金零件兩層板及三層板結構進行了超塑成形、超塑成形/擴散連接實驗，成形出樣件。
　　 最后，根據實驗結果，對板料厚度分布、晶粒組織及擴散連接焊合率進行了分析，提出了實驗過程中的關鍵工藝解決方案