王安阳 卢 振 蒋少松 王辰曦

钛合金锥形构件变温热拉深成形壁厚均匀性控制

王安阳卢 振蒋少松王辰曦

（1. 沈阳飞机工业（集团）有限公司，沈阳 110000；2. 哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001）

针对现有钛合金等温拉深过程中壁厚均匀性差的问题，开发了变温热拉深成形新技术，结合等温热拉深成形有限元分析及变温热拉深成形工艺试验，分析了变温拉深成形的工艺优势。成形试验在热成形机中进行，模具凹模与板料在热成形机中加热至成形温度（700～800℃），通过向凸模内通入冷却介质来控制凸模温度（低于板料温度），热拉深过程冷凸模底部与板料中心接触，板料在变形的过程中温度降低至屈服温度以下后不再变形，未接触到凸模的板料继续变形，解决了锥形构件热拉深过程底部过度减薄的难题。工艺试验发现采用变温热拉深成形的TC4钛合金锥形件，底部与边缘部分厚度偏差在10%以内，底部减薄现象得以改善，有效地控制了底部中心附近的厚度，使变形更均匀。

钛合金锥形件；变温热拉深；冷凸模热凹模；壁厚均匀性

1 引言

钛合金因具有高比强度、低密度、耐腐蚀、耐高温等优点，广泛应用于航空航天领域。在航空航天领域中，许多重要零部件通常由钛合金制成。TC4钛合金是一种（α+β）型钛合金，综合性能优良，对于航空航天工业中某些特殊零件的需求，需要采用钛合金的热拉深成形工艺技术。

传统的热成形工艺中，对于薄壁和大表面积为特征的板类构件，由于在拉深过程中坯料易发生较大的变形，导致坯料与模具接触的部分过薄，使变形不均匀且抗拉强度下降，拉深高度不足，产生开裂等现象，不利于提高产品的质量和生产效率。……