变摩擦正反向超塑成形壁厚均匀的TC4钛合金深筒形件.pdf

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蒋少松1，张凯锋1，吴海峰2，许沂2，雷鸱2，王斌2
(1．哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)
% c+ h& p  g0 H% x5 q(2．航天特种材料,R T艺技术研究所，北京100074)
7 A  k( c) O6 l摘要：TC4钛合金深筒形件厚度精度要求为(1．6±0．2)mm，据此设计了多种预成形模形状，采用MARC有限元模拟
# q2 @4 g1 ^" r9 a& A) ]研究不同形状预成形模对最终深筒形件侧壁厚度分布的影响规律及不同预减薄区域的作用。分析预成形模和终成形模
的表面摩擦系数分别对成形件壁厚分布的影响，并提出模具型面变摩擦控制厚度分布的方法。结果表明：预成形模对
于板料压边部分环形带区域和筒形件底部区域的局部预减薄，对最终侧壁的厚度分布有非常大的改善。同时，合理地
增大预成形模的表面摩擦能显著增加预成形的局部减薄作用，对于提高工件最终壁厚分布的均匀性有利。减小终成形
/ ?, k6 p* \; Z! h4 P' m1 ?8 |模的摩擦，可以使板料趋于整体变形，壁厚分布趋于均匀。根据模拟结果，采用机械加工方法增加预成形模表面摩擦
系数，在终成形模表面喷涂BN润滑剂降低摩擦系数。最后，通过正反向超塑成形试验制得厚度分布在1．50~1．78 mm
' D( J7 K5 t/ w" \) c范围内的TC4钛合金深筒形件。
关键词：TC4钛合金；正反向超塑成形；厚度分布；摩擦；有限元模拟(FEM)