本发明专利技术提供了一种拉伸成型设备，该设备包括将模具封闭件承载在钳口组件之间的主框架。该模具封闭件包括用于将热量供给到工件的辐射加热器，所述工件抵靠所述模具被拉伸成型。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请是国际PCT申请，要求2009年11月30日提交的部分继续专利申请No. 12/627,837 的优先权。
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技术介绍
本专利技术涉及成型金属部件，并且更具体地说，涉及通过在拉伸成型工艺的选定阶段期间施加补充热量来进行钛及其合金的热拉伸成型和蠕变成型。拉伸成型是用于当在模具上形成工件时通过将工件预拉伸至其屈服点而在金属部件中形成弯曲形状的公知工艺。该工艺通常用于制造大的铝和铝合金部件，并且具有低的工具装设成本和卓越的可重复性。 在某些部件中钛或者钛合金替代铝，特别是在航天应用中。这样做的原因包括钛具有更高的强度与重量比率、更高的最终强度、以及更好的与合成材料的冶金兼容性。然而，因为其屈服点非常接近其极限抗拉强度(具有最小百分比伸长值)，所以在环境温度下拉伸成型钛是有困难的。因此，钛部件通常是用大坯件成型和机加工而成的突起，这是耗资且耗时的工艺。已知在拉伸成型期间通过使钛部件电绝缘、然后通过使该电流经过部件导致电阻加热对所述部件进行加热，从而将热施加到钛部件。然而，存在该工艺不足以实现期望结果的应用。因此，存在对于拉伸成型钛及其合金的设备和方法的需要。已经确定，通过近端电阻元件对部件施加辐射热为钛成型工艺提供了进一步的增强。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于在高温(elevated temperature,升温)下拉伸成型和/或蠕变成型钛的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于在高温下拉伸成型和/或蠕变成型钛的设备。本专利技术的另一个目的是提供一种用于在成型工艺期间将补充的热施加至工件的设备。本专利技术的这些及其它目的在拉伸成型的方法中实现，所述方法包括以下步骤提供具有预选的横截面轮廓的细长金属工件和具有与所述横截面轮廓互补的工作面的模具，其中至少所述工作面包括隔热材料。通过使电流经过所述工件而将所述工件电阻加热至工作温度，并且在工件处于工作温度下时通过致使工件和模具相对于彼此移动而抵靠工作面使工件成型，从而导致工件的塑性延伸和弯曲并且使工件成型为预选的最终形状。在工件的与模具相关的一个或多个预定位置处，辐射热被施加到工件的一个或多个预定部分以在所述一个或多个预定部分处增加工件的塑性延伸。根据本专利技术的另一个实施方式，所述工件包括钛，并且向工件施加辐射热的步骤包括将来自被施以热量的位置处的辐射热施加至所述工件的与所述工件的工作面接合侧部相对的侧部的步骤。根据本专利技术的另一个实施方式，将辐射热施加到工件的步骤包括将来自被施以热量的位置处的辐射热施加至所述工件的与所述工件的工作面接合侧部大致垂直的侧部的步骤。根据本专利技术的另一个实施方式，将辐射热施加到工件的步骤包括将来自被施以热量的位置处的辐射热施加至工件的相对侧部的步骤，所述相对侧部均大致垂直于所述工件的工作面接合侧部。根据本专利技术的另一个实施方式，使电流通到工件的步骤包括通过钳口(jaw)使电流通到工件的步骤。根据本专利技术的另一个实施方式，该方法包括以下步骤确定工件的最佳温度、感测工件的实际温度、以及将足以使工件的实际温度上升到工件的最佳温度的辐射热施加到工件。根据本专利技术的另一个实施方式，该方法还包括使距工件的待辐射加热的部分的距 离与被施加到工件的辐射能量相互关联的步骤。根据本专利技术的另一个实施方式，该方法包括通过将成型的工件保持抵靠工件面并且将其在工作温度下保持选定停留时间的工件蠕变成型步骤。根据本专利技术的另一个实施方式，该方法包括用具有壁的封闭件环绕所述模具和所述工件的第一部分的步骤，在所述壁上安装有辐射加热元件以提供辐射热。根据本专利技术的另一个实施方式，该封闭件包括开口，用于允许当在所述封闭件内部进行成型步骤时所述工件的端部从所述封闭件中突伸出。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种拉伸成型设备，其包括具有工作面的模具，所述工作面具有适于接收并且使细长金属工件成型的轮廓，其中至少所述工作面包括隔热材料。提供了电阻加热器以便将所述工件电阻加热到工作温度，并且移动元件与工件接合以使所述模具和工件相对于彼此移动以抵靠所述工作面延长并且弯曲所述工件。提供辐射加热器以将辐射热施加至工件的一个或多个预定部分以在所述一个或多个预定部分处增加工件的塑性延伸。根据本专利技术的另一个实施方式，该工件包括钛，并且辐射加热器被定位为用于将来自被施以热量的位置处的辐射热施加至所述工件的与所述工件的工作面接合侧部相对的侧部。根据本专利技术的另一个实施方式，辐射加热器被定位为将辐射热施加到所述工件的与所述工件的工作面接合侧部大致垂直的侧部。根据本专利技术的另一个实施方式，辐射加热器被定位为将辐射热施加到工件的相对侧部，所述相对侧部均大致垂直于所述工件的工作面接合侧部。根据本专利技术的另一个实施方式，该设备包括围绕所述模具且具有内壁的封闭件，在所述内壁上安装有辐射加热元件以便提供辐射热。根据本专利技术的另一个实施方式，该封闭件包括得以进入所述模具的门、以及底部和顶部，所述门、底部和顶部每个都具有安装在其上的至少一个相应的辐射加热元件以便将辐射热施加到工件。根据本专利技术的另一个实施方式，其中门、底部和顶部每个均限定独立的加热区域，并且每个加热区均包括至少一个辐射加热器，所述至少一个辐射加热器适于响应于预定的温度输入标准以独立于其它加热区域的预定速率(rate)提供辐射热。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了至少一个热电偶，所述热电偶可释放地附接至所述工件并且与温度控制回路通信以便确定实际工件温度与最佳工件温度之间的任何变化。根据本专利技术的另一个实施方式，至少一个红外线温度探测器被定位为与所述工件光学通信并且与温度控制回路通信以便确定实际工件温度与最佳工件温度之间的任何变化。根据本专利技术的另一个实施方式，该门包括至少一个端口(port)，以及红外线温度探测器，所述红外线温度探测器安装成通过所述端口光学地观察所述工件并且与温度控制回路通信以便确定实际工件温度与最佳工件温度之间的任何变化。根据本专利技术的另一个实施方式，提供了一种拉伸成型设备，包括具有工作面的模 具，工作面适于接收细长金属工件并且使之成型，其中至少所述工作面包括隔热材料。提供加热器以将工件电阻加热到工作温度。提供封闭件以便在成型操作期间围绕所述模具和所述细长工件的第一部分，并且允许工件的第二部分从所述封闭件突伸出。提供相对的摆臂，工件的相对端安装至所述摆臂以使模具和工件相对于彼此移动以促成工件抵靠所述工作面的延长和弯曲。提供辐射加热器以将来自于被施以热量的位置的辐射热施加到所述工件的与所述工件的工作面接合侧部相对的侧部。另一个辐射加热器被定位为将辐射热施加到所述工件的与所述工件的工作面接合侧部大致垂直的侧部。选自包括红外线温度传感器和热电偶温度传感器的组中的温度传感器与温度控制回路通信以确定实际工件温度与最佳工件温度之间的任何变化。提供伺服反馈回路以便将辐射热施加到工件，其中所述工件的最佳温度、所述工件的实际温度和所述工件距所述辐射加热器距离是相关的，并且不管工件与辐射加热器之间的距离如何，足够的热量从辐射加热器被供给到所述工件以使工件的温度保持在最佳温度下。附图说明通过参照下面的描述结合参照附图可以最好地理解本专利技术，在附图中图I是根据本专利技术构造的示例性拉伸成型设备的立体图；图2是图I拉伸成型设备的钳口组件的俯视横截面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖利·亚历山大·波廉，汤玛斯·桑迪·休斯顿，约翰·E·欧文斯，
申请(专利权)人：西瑞尔贝兹公司，
类型：
国别省市：
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