用于异型变截面钛合金筒形件的分瓣式热胀形校形方法

摘要

本发明属于异型变截面钛合金筒形件校形技术领域，具体涉及一种用于异型变截面钛合金筒形件的分瓣式热胀形校形方法。该方案通过分瓣式模胎设计原理及间隙计算公式设计出适用于异形变截面钛合金筒形件的热胀形模胎，并通过有效的装卡方式及热处理过程将异形变截面钛合金筒形件校形至理想型面和尺寸，消除了零件因热成形和焊接过程产生的变形，达到装配间隙<0.1mm、阶差<0.2mm，型面与理论外形允许偏差±0.3，壁厚减薄率小于10%的技术要求。缩短了零件生产周期、降低了制造成本、提高了生产效率。

主权项

一种用于异型变截面钛合金筒形件的分瓣式热胀形校形方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：根据异型变截面钛合金筒形件的端面曲率确定分瓣式热胀形模胎的分瓣数量；所述模胎的分瓣位置设置于异型变截面钛合金筒形件端面最小曲率ρ_min的弧线段上，将曲率较大的位置单独划分成一瓣；当异型变截面钛合金筒形件母线的最大曲率时，分瓣数量范围设置为3～5个；所述分瓣式热胀形模胎包括：若干瓣子模胎、上卡环及下卡环；所述若干瓣子模胎组合之后构成所述分瓣式热胀形模胎的主体，所述分瓣式热胀形模胎的外形面与异型变截面钛合金筒形件的内形面一致，分瓣式热胀形模胎套入异型变截面钛合金筒形之后，其外形面与异型变截面钛合金筒形件内形面之间存在一定间隙，用于在后续步骤对异型变截面钛合金筒形件进行校形；所述上卡环及下卡环用于在所述若干瓣子模胎组合之后对所述分瓣式热胀形模胎的主体上下两端进行固定，以防止在热胀形过程中分瓣式热胀形模胎向内侧偏移；步骤S2：根据异型变截面钛合金筒形件的尺寸参数，按如下间隙计算公式确定分瓣式热胀形模胎的尺寸：δ≥ηΔD－Δd＝[η×D×λ₁×ξ×（T‑T₀）/10^‑6]‑[d×λ₂×（T‑T₀）/10^‑6]其中：η为分瓣式模胎修正系数，n：步骤S1中确定的分瓣数量；ξ：分瓣式模胎真空辐射系数；δ：分瓣式模胎整体与筒形件间隙；D：分瓣式模胎直径；d：圆筒直径；ΔD：模胎直径增大值；Δd：圆筒直径增大值；λ₁：模具线胀系数；λ₂：筒体线胀系数；T₀：室温；T：校形温度；步骤S3：将经热成形和焊接工艺制造而成的异型变截面钛合金筒形件清洗后组装，组装时将筒形件竖直放置，然后装入所述若干瓣子模胎，再分别将上卡环、下卡环装卡形成装配体；将装配体于室温条件下放入真空炉中，待真空度达1×10^‑2Pa后开始升温，升温时间3h，升至800℃保温2.5h；待炉温降至200℃以下，将装配体取出，测量筒形件型面及各部位尺寸，若不合格，重复步骤S3，直至筒形件型面及各部位尺寸满足要求为止。