The invention provides a titanium alloy powder casting coupling forming method, which belongs to the field of titanium alloy forming and manufacturing, and can solve the difficult forming problem of high strength light alloy such as titanium alloy. The method includes the following steps: preparation of internal mould, preparation of external shell, selection of titanium alloy powder, pretreatment, selection of process parameters and post-treatment. This method is an innovative technology with the advantages of powder metallurgy and precision casting. This method can overcome the shortcomings of traditional technology and has unique advantages: less machining, short cycle, high material utilization rate and low cost. It can realize near net forming, accurate forming and excellent performance of forming parts. At the same time, it has many advantages such as simple loading, good fluidity, good interface bonding and uniform internal structure. It can also be applied to other high strength light alloy such as aluminum. Alloys and so on have good development potential.
【技术实现步骤摘要】
一种钛合金粉铸耦合成形方法
本专利技术属于钛合金成形制造领域,特别是涉及钛合金零件精确成形方面,也可以推广应用到其它高强轻质合金。
技术介绍
钛合金作为一种优越的轻质合金材料,具有密度低、比强度高、耐高温、耐腐蚀和与复合材料相容性好等特点,在航空航天领域上的应用越来越广泛。但是钛合金成形却存在诸多难题,如成形性差、控性难等。传统机械加工方法在成形钛合金零件时存在易磨损刀具、工艺复杂、加工周期长、材料浪费、成形困难等无法克服的问题。铸造不仅存在气孔、夹杂和偏析等内部缺陷,而且成形零件的各项力学性能和表面质量都较差。锻造需要专用的锻造设备,成本较高,而且无法制备具有内部型腔的零件。精密铸造虽然成形精度高、可以成形复杂零件,但是在浇注液面交界处存在熔缝、夹杂等缺陷;一般只开一个浇铸口,液体由于具有粘滞性难以完全填充;同时也存在整体加压困难、冷却不均匀等问题。粉铸耦合技术,是在粉末冶金和精密铸造技术上进行改进,以粉末形式装料、以固液共存相的熔融态形式成形,同时具备两种技术的优点,是一种创新型技术。粉铸耦合技术兼具粉末成形和液体成形的优点,由于机加工少、材料利用率高,能实现近净成形、精确成形、成形零件性能优异,可以克服传统工艺的缺点,同时又具有装料简单、流动性好、界面结合好、内部组织均匀等诸多优点,具有良好的发展潜力。
技术实现思路
本专利技术提供的钛合金零件粉铸耦合成形方法包括按顺序进行的下列步骤:1)根据钛合金零件的内部特征设计制备出相应的内部模具。2)根据钛合金零件外部形状设计制备出合理的外部型壳。3)在型壳上开出相应的浇注口和补料口。4)根根据钛合金零件的材料需 ...
【技术保护点】
1.一种钛合金粉铸耦合成形方法,其特征在于:所述的钛合金零件成形方法包括按顺序进行的下列步骤:1)根据钛合金零件的内部特征设计制备出相应的内部模具;2)根据钛合金零件外部形状设计制备出合理的外部型壳;3)在型壳上开出相应的浇注口和补料口;4)根根据钛合金零件的材料需求,制备出相应的钛合金粉末;5)为了防止在运输、成形等过程中发生移动,将内部模具与外部型壳固定;6)内部模具和外部型壳形成粉末的存储空间,将上述制备好的钛合金粉末装入空间内,并通过机械振动使其密实;7)将上述整体装置放置在设备中进行抽真空处理;8)设备第一次升温,使粉末熔化成固液共存相的熔融态;9)设备施加压力,使熔融态粉末在压力下充分填充尖角、圆角等边界处的空隙,并通过补料口补料;10)撤去压力,第二次升温,在内部模具和外部型壳的作用下,成形钛合金零件的特征;11)去除型壳和模具,如有需要再经过少量机械精加工,最终成形符合要求的钛合金零件。
【技术特征摘要】
1.一种钛合金粉铸耦合成形方法,其特征在于:所述的钛合金零件成形方法包括按顺序进行的下列步骤:1)根据钛合金零件的内部特征设计制备出相应的内部模具;2)根据钛合金零件外部形状设计制备出合理的外部型壳;3)在型壳上开出相应的浇注口和补料口;4)根根据钛合金零件的材料需求,制备出相应的钛合金粉末;5)为了防止在运输、成形等过程中发生移动,将内部模具与外部型壳固定;6)内部模具和外部型壳形成粉末的存储空间,将上述制备好的钛合金粉末装入空间内,并通过机械振动使其密实;7)将上述整体装置放置在设备中进行抽真空处理;8)设备第一次升温,使粉末熔化成固液共存相的熔融态;9)设备施加压力,使熔融态粉末在压力下充分填充尖角、圆角等边界处的空隙,并通过补料口补料;10)撤去压力,第二次升温,在内部模具和外部型壳的作用下,成形钛合金零件的特征;11)去除型壳和模具,如有需要再经过少量机械精加工,最终成形符合要...
【专利技术属性】
技术研发人员:郎利辉,肖毅,徐文才,马丁,绳斯佳,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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