【技术实现步骤摘要】
一种钛合金薄壁件热等静压控形方法
本专利技术涉及航空航天制造
，具体为一种钛合金薄壁件热等静压控形方法。
技术介绍
钛合金薄壁件具有轻质高强和高温耐蚀等特点，在航空航天领域已有广泛应用。这些钛合金薄壁件通常要求具有较高的尺寸精度及表面质量。然而传统钛合金薄壁件成形工艺如铸造、锻造、焊接及机加工等，存在加工质量不稳定、生产周期长、制造成本高等缺点，而且由于钛合金薄壁件自身刚性差，加工过程极易发生变形、失稳和振动等问题。热等静压技术，是一种在密闭容器空间中，同时对物料表面均匀施加高温高压，使其固结成形的先进制造工艺，相比于传统的铸造、锻造及焊接等工艺具有一定的优势。但在热等静压成形过程中的控形仍存在诸多技术问题：首先，钛合金薄壁件刚性差，而热等静压过程中高温高压所导致的变形问题会使大多数薄壁件失败；其次，热等静压工艺后余量过大会使钛合金薄壁件加工困难，也会使薄壁件在加工过程中受力变形而失效；除此之外，热等静压过程中的包套、内置模具材料的选择及形状设计也会影响钛合金薄壁件的精度。针对以上技术问题，需要提出一种新的热等...
【技术保护点】
1.一种钛合金薄壁件热等静压控形方法，其特征在于：根据所述的钛合金薄壁件的尺寸和外表面的形状设计加工出合理的包套，该包套包括有带有真空孔（1）的盖片（2）、带有装粉口（3）的顶板（4）、圆筒壁（5）、固定模具（6）的刚性垫板（7）、底板（8），包套采用圆柱形设计，然后将钛合金粉末（9）装入包套中。/n
【技术特征摘要】
1.一种钛合金薄壁件热等静压控形方法，其特征在于：根据所述的钛合金薄壁件的尺寸和外表面的形状设计加工出合理的包套，该包套包括有带有真空孔（1）的盖片（2）、带有装粉口（3）的顶板（4）、圆筒壁（5）、固定模具（6）的刚性垫板（7）、底板（8），包套采用圆柱形设计，然后将钛合金粉末（9）装入包套中。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁件热等静压控形方法，其特征在于：具体设计步骤如下：
1）根据所需成形的钛合金薄壁件设计包套和内置模具（6）的尺寸及形状；
2）通过数值模拟方法确定不同包套、钛合金粉末（9）以及模具（6）的参数下钛合金薄壁件的变形情况，确定出以下最佳控形参数；
3）选择模具（6）的材料：模具（6）材料为高纯石墨；
4）选择包套的材料：盖片（1）、顶板（4）、圆筒壁（5）和底板（8）的材料为304不锈钢，刚性垫板（7）采用45#钢；
5）确定钛合金粉末（9）粒度分布：利用气雾化法制备出球形钛合金粉末（9），并筛分出-60-+325目的粉末；
6）确定模具定位：所需成形的钛合金薄壁件开口朝下，并正对刚性垫板（7），钛合金薄壁件开口处的石墨模具最厚；
7）确定包套壁厚：圆筒壁（5）、模具（6）及刚性垫板（7）的厚度依据成形要求而确定，圆筒壁厚度为5-10mm、模具采用不易变形的实心高纯石墨、刚性垫板厚度为20-25mm；
8）依据以上控形参数进行热等静压成形过程，对成形的钛合金薄壁件分别进行致密度及变形量、力学性能、微观组织和元素扩散的实验验证。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁件热等静压控形方法，其特征在于：钛合金薄壁件热等静压成形过程步骤如下：
1）根据权利要求2所述的设计方法加工所需工件备用；
2）为防止在装粉、焊接、运输等过程造成模具（6）移动，设计刚性垫板（7）定位模具（6），同时将刚性垫板固定在底板上；
3）将模具（6）底部嵌入刚性垫板（7）中，采用过盈配合，然后将其嵌入底板（8）的凹槽中，采用过盈配合，套上圆筒壁（5），盖上顶板（4），焊实顶板（4）、圆筒壁（5）和底板（8）的连接处，焊接后的包套通过氦质谱检漏仪检测气密性，使用氦质谱检漏仪检测抽真空至10-11—10-12Pa，若漏气则重新焊接，直至气密性达到要求；
4）将筛选好的钛合金粉末（...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄西娜，岳文，丁首斌，佘丁顺，田斌，康嘉杰，付志强，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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