“中—日塑性加工学术座谈会”即将举行

为加强中国和日本在塑性加工领域的学术交流,两国有关学会商定今年10月中旬在北京举行超塑技术学术座谈会,会期为4天。 鈑压学会已发出征文通知,内容包括超塑及冷鈑用材料,材料预处理技术,塑性变形力学,模具结构及材料,润滑,成形过程及应用,国际动向及发展前景等。     

圆台件的超塑成形计算模型

本文提出了圆台件的气压超塑成形的计算模型,为保证板材在超塑成形过程中保持最佳的成形速率以得到最佳的变薄率提供了条件.     

美国航宇工业超塑成形近况

过去由于型面复杂、无法设计成整体而必须用紧固体连接的一些组合件,在应用超塑成形工艺之后便可重新设计成一个单片构件而减少了重量和成本。超塑性成形的零件没的残余应力,因此没有回弹;与传统的落锤成形比较,超塑成形不需要精确吻合的阴模与阳模而只需一个摸具,这样不仅减少了模具制造成本,也缩短了调整模具所需要的时间。由于模具较简单,对于生产量在50～10000件的零件应用超塑成形在成本上特别有竞争力。在超塑形(SPF,SUPER PLASTIC FORMING)中气体压力较低,只需2MPa左右,与大多数标准的金属成形与锻造工艺不同,SPF不因零件尺寸增大而需要增加成形压力,因此,尺寸较大的板金零件特别适合于应用SPF以发挥其优点,目前     

TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计

合理布置成形后半球毛坯的壁厚加工余量,并计算超塑成形模具型面的名义加工尺寸.通过分析半球在超塑成形过程中材料变形机理,设计反向预成形模具型面,达到均匀半球毛坯壁厚的目的,使其满足后续加工尺寸的要求.     

采用线膨胀系数可控ZrO2-TiO2陶瓷模具的钛合金高精度超塑成形

对线膨胀系数可控的ZrO2-TiO2陶瓷模具及钛合金高精度超塑成形进行了系统研究。探讨了TiO2体积分数和相对密度对ZrO2-TiO2陶瓷的线膨胀系数的影响规律,并引入相对密度修正模型——Turner模型来准确预测复合陶瓷材料的线膨胀系数。采用压痕法检测了与TC4钛合金等膨胀系数的ZrO2-TiO2陶瓷模具的超塑成形精度。在925℃下,利用ZrO2-TiO2陶瓷模具进行超塑成形,其使用性能良好。结果表明:ZrO2-TiO2陶瓷的线膨胀系数随TiO2体积分数的增加而减小,随相对密度的增加而增加。采用线膨胀系数优化的ZrO2-TiO2陶瓷模具,成形精度误差大幅降低,不超过0.1%,且陶瓷模具具有足够的热机械性能进行超塑成形,使用性能优良。     

1420铝锂合金典型构件超塑成形研究

采用超塑成形工艺制备了1420铝锂合金盒形结构试验件.通过有限元模拟及微观组织观察,分析了温度对1420铝锂合金超塑性的影响,超塑成形后试验件的壁厚分布及材料的超塑成形断裂机制.结果表明:有限元模拟能够很好地预测超塑成形后试验件的壁厚分布;当成形温度为520℃时,1420铝锂合金表现出良好的超塑性变形能力;在超塑成形过程中,随着变形量的增加,材料内部空洞的交连和聚合是导致1420铝锂合金最终破坏的主要机制.     

超塑成形设备技术现状与发展

超塑成形技术是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术。超塑成形及超塑成形/扩散连接过程中的工艺参数变量多,参数同步性控制要求高,一般在专用超塑成形设备上进行,可更方便实现坯料温度、工模具温度、变形区、变形速度、变形应力等关键参数控制。传统超塑成形设备压制单向性、功能集成度不够、自动化程度低等,远不能满足科研生产的需要。因此,本文重点阐述了近年来出现的多向加载、“气–液”耦合控制、自动上下料3种超塑成形设备新功能。随着先进制造技术、信息技术等的集成和深度融合,超塑成形设备将朝着大型化、清洁化、自动化、多能场复合化及专用化等方向进一步发展,并将进一步改善超塑成形技术的生产效率及应用范围。     

钛合金超塑成形零件装机成功

我厂新研制三号产品的电瓶箱罩盖零件,按设计要求,系采用钛板整体压延制成。零件较大,几何形状复杂,用常规工艺方法,无法生产。工厂研究接受任务后,大胆的采用超塑成形新工艺进行试验。在有关单位的共同努力下,解决了模具选材、模具加工、高温密封、专用加热设备、成形中表面防护等一系列技术     

铝超塑典型件机械特性及其在航空结构上的应用

简要介绍了战斗机机体设计特点,论述了传统工艺中钣金成形件的缺陷,新型超塑成形件的优越性;介绍了结构超塑性力学特征,对比分析了多种力学试验的结果,并展望了广阔应用前景。     

TA32钛合金板材的超塑胀形性能研究

通过开展高温气胀成形试验研究了TA32钛合金板材在不同应变路径下的超塑胀形性能。采用4种具有不同短长轴比的椭圆模具实现不同的双拉应变路径,并将试样的轧向和横向分别平行于模具的长轴方向以分析变形各向异性。基于非关联流动准则下的Barlat’89屈服准则以及胀形试样顶点处的应变分量、壁厚和曲率半径,确定了不同应变路径下的等效应力–应变曲线。结果表明,TA32板材的超塑胀形性能具有显著的应变路径依赖性,当应变路径从等双轴拉伸转变为近平面应变时,板材极限胀形高度减小,减薄率和峰值应力增加,延伸率降低,成形性能下降。同时,TA32板材在高温双拉条件下表现出明显的力学性能各向异性。当板材轧向与第一主应变方向平行时,材料具有更低的峰值应力和更高的塑性,表现出更好的成形性。     

铝超塑曲型件机械特性及其在航空结构上的应用

简要介绍了战斗机机体设计特点，论述了传统工艺中钣金成形件的缺陷，新型超塑成形件的优越性；介绍了结构超塑性力学特征，对比分析了多种力学试验的结果，并展了广阔应用前景。     

TC4钛合金超塑成形研究现状及其发展展望

介绍了TC4钛合金超塑成形的研究现状,主要内容包括:应变速率敏感性指数m值研究;超塑成形过程中材料组织演变过程及超塑变形机制研究;空洞的演变过程研究,包括空洞形核、长大机制及断裂机制研究;超塑成形与焊接方法的组合成形技术研究,其中着重介绍了超塑成形与扩散连接(SPF/DB)和超塑成形与激光焊接(SPF/LW)的组合应用以及有限元模拟技术在超塑成形中的应用;文章的最后对TC4钛合金超塑成形的发展趋势进行了展望。     

超塑成形数值模拟中广义摩擦系数的研究

针对超塑成形中摩擦系数的直接测量比较困难的问题,提出了广义摩擦系数的概念,采用数值模拟—试验验证的方法确定了广义摩擦系数,并以TC4板材典型试验件的超塑成形过程进行了试验验证。     

超塑性拉深胀形工艺研究

采用拉深胀形的组合工艺方法，以改善超塑胀形件的壁厚不均匀程度。研究表明：这一方法可大大降低胀形材料的变薄率和不均匀程度。     

增材制造——面向航空航天制造的变革性技术

增材制造技术在航空航天应用方面具有单件小批量的复杂结构快速制造优势,未来将向着设计、材料和成形一体化方向发展。分析了增材制造在航空航天领域应用发展的3个层面,以航空发动机涡轮叶片增材制造、高性能聚醚醚酮（PEEK）及其复合材料、连续纤维增强树脂复合材料及太空3D打印为主题,介绍了增材制造技术国内外以及西安交通大学的研究状况。涡轮叶片应用增材制造工艺可以有效提高效率降低成本,未来向高性能的高温合金和陶瓷基复合材料增材制造技术发展。高性能轻质聚合物PEEK及其复合材料增材制造在高力学性能结构件、吸波功能件的成形中得到应用,将改变现有的设计与材料,推动结构与功能一体化发展。连续纤维复合材料增材制造将带动无模具纤维复合材料成形的新发展,在太空3D打印将改变未来航空航天制造模式。增材制造技术将给航空航天制造技术带来变革性发展。     

超塑成形/扩散连接结构设计及试验研究

概述了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)结构的结构设计流程,并以口盖为例,对具体设计过程进行了阐述。同时针对口盖结构设计的合理性,设计了验证改进试验静力测试试验及壁厚估算试验,来作为口盖结构改进优化的依据。根据上述思路,建立了超塑成形/扩散连接结构的完整设计过程,为超塑成形/扩散连接的结构设计提供了借鉴。     

单模落压

在落锤上压制鈑金零件,通常使用只包括凹模和凸模的简单模具。单模落压就是只用一个凹模进行落压成形,而凸模则以填充在一个钢制容框中的铅或其它塑性材料代替。过去曾把单模落压叫做铅块成形,其实不妥:其一,没有反映所用的机床;其二,没有反映所用的模具;其三,如果用其它塑性材料代替铅,就名不符实。不如改称单模落压。     

数控加工钣金成型模

一六二厂应用数控技术加工鈑金成形模,这是同南京航空学院飞机工艺专业到厂开门办学的师生共同完成的成果。这次选择了与飞机理论外形有关的平面弯曲型钣金零件成形模27套共53件,进行数控加工,结果全部合格,投产使用。     

变摩擦控制厚度分布的TC4深筒形件正反向超塑成形

以正反向超塑成形厚度均匀的TC4钛合金深筒形件为背景,采用MARC有限元模拟分析了正反向超塑成形时预成形模和终成形模的表面摩擦系数对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利.同时,合理减小终成形模的摩擦力,可以使板料褴体变形均匀化,壁厚分布趋于均匀.根据模拟结果,采用机械加工方法增加预成形模表面粗糙度以增大摩擦力,在终成形模表面喷涂润滑剂以降低摩擦力,通过正反向超塑成形实验制得厚度分布在1.50～1.78mm范围内的航天用TC4钛合金深简形件,比普通正反向超塑成形件厚度分布(1.18～2.24mm)有了很大改善.     

宇航器材料与超塑性成形

超塑性成形是金属及其合金在超塑温度下,在具有极高的延伸率和高应变速率敏感性的细晶粒组织的条件下,用极低的压力就能成形出比用一般挤压、拉延更为复杂形状的零件的方法。金属及其合金在超塑成形过程中所以能承受极大的拉应变而无局部缩颈、变细和破坏,是因为它在超塑性变形时晶粒的应变很小或根本不产生应变。成形件的形状变化的表现形式为晶界滑移和晶粒滚动。因此,超塑成形是目前钣金技术中较先进的工艺方法。