蒋少松， 赫晓东， 张凯锋， 高 鹏， 李保永

(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;2.哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨150001;3.北京航星机器制造公司，北京100013)

采用钛合金超塑成形技术制造的航空航天结构件，既可提高结构的抗疲劳、抗腐蚀特性，又可满足质量轻、强度高的目标，同时还可缩短制造周期，与传统的加工工艺相比，有很大的优势［1～5］。然而，在钛合金超塑成形中，由于实验温度较高，成形模具与工件均会产生不同程度的热膨胀。钛合金的线膨胀系数在(8～10)×10-6℃-1之间，而超塑成形中常用的耐热钢模具的线膨胀系数则在(13～18)×10-6℃-1之间，成形材料的线膨胀系数远小于成形模具的线膨胀系数。对于尺寸大，形状不规则的钛合金零件进行超塑成形时，线膨胀系数的差异不仅会造成零件难以脱模、尺寸精度降低等问题，还会导致工件的形状畸变。尺寸越大的工件，线膨胀差异引起的成形精度降低问题会越严重。

为了解决线膨胀系数差异导致成形精度降低问题，本工作引入了陶瓷模具。除了独特的耐高温、耐磨、耐蚀性能以外，陶瓷模具还具备价格低，质量轻，摩擦系数低，成形能耗少，制品尺寸精度和表面精度高等诸多优点，是一种较为理想的模具材料［6，7］。虽然其具有韧性差的缺点，但超塑成形所需要的成形压力小，模具负载小，因此，陶瓷模具在超塑成形中的应用，即能发挥其高温性能好的优点，又能避免其韧性差的缺点，具有很好的应用前景［8，9］。国内外很多研究者已将陶瓷模具作为传统超塑成形耐热钢模具的替代者进行开发使用。……