朱 丽 迟彩楼 张晓巍 王国峰

(①沈阳飞机工业(集团)有限公司技术中心，辽宁 沈阳 110850； ②哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

大型钛合金双层板超塑成形/扩散连接工艺仿真**

朱 丽①迟彩楼①张晓巍①王国峰②

(①沈阳飞机工业(集团)有限公司技术中心，辽宁 沈阳 110850； ②哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

选取大型TC4钛合金双层板工件为研究对象，采用超塑成形/扩散连接工艺成形。通过材料基础性能实验获得板料和模具材料在不同温度下的比热容、导热系数和热膨胀系数等；通过成形过程的热力耦合有限元数值模拟，得到板料贴模效果、厚度分布、温度场变化和热收缩后尺寸结果，并进行实验验证。结果表明：成形后工件壁厚分布均匀，成形凹槽部位的板厚减薄率最大达到15%，降温过程中的温度变化和热收缩引起最终的尺寸变化，并明确了模具长度方向的缩放系数应为6‰～7‰，对这种窄长工件的实际生产具有重要的参考价值。

TC4钛合金；双层；超塑成形/扩散连接；基础性能；数值模拟

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺已经成为航空航天领域钛合金多层板加强结构的一种重要的加工方法[1-5]。止焊剂的涂敷由常温下的样板尺寸确定，未考虑各点位置的高温尺寸变化，由于金属板料与模具在高温环境下的热物性参数等方面的不同，经过复杂的变形过程后，导致成形后工件在加强筋转角处容易出现沟槽，并且冷却后的工件整体尺寸也容易超出公差要求。……