第42卷第9期 Vol. 42No. 9
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
TC11钛合金构件冲锻成形工艺杨文华，吉卫，周朝辉，郝爱国，赵建斌（中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900）
2017年9月 Sep-2017
摘要：采用一种集合冲压和锻造的冲锻复合成形新工艺成形小圆角变壁厚的钛合金构件。先分别通过大圆角R15m、小圆角 R5mm的两次拉深后，运用Deform-3D有限元软件研究了两次锁粗侧壁和3次锻粗侧壁过程。结果表明：通过两次敏粗侧壁能够实现侧增厚，但因角区域容易出现折叠、夹层等缺陷；通过3次锻租侧壁，控制每次锻租的暨厚变化倍数不大于1.35，可以实现侧壁增厚3-4mm，圆角增厚8mm。采用该工艺进行零件加工，可以降低对设备吨位的要求、提高材料利用率和零件质量，在生产中具有良好的经济效益
关键词：冲锻成形；TC11钛合金；有限元模拟；缴租规则；折叠 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940, 2017. 09, 003
中图分类号：TG316
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）09-0014-06
Stamping-forgingprocessoftitaniumalloyTCi1components
Yang Wenhua,Ji Wei,Zhou Zhaohui,Hao Aiguo,Zhao Jianbin
( Institute of Machinery Manufacturing Technology , China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China)
aisoduoa uaroy-uds a e q poog s ssauar en aqee pt ay rus i uouodoa ore nug a], esqv process. First, twice deep drawing with R15 mm and R5 mm were conducted, and the processes of twice and three times upseting the side wall were studied by the finite element software Deform 3D. The results show that the side wall thickening can be achieved by twice up-setting, and folding and interlayer defects appear easily. However, thickening the side wall 3 4 mm and the fillet 8 mm can be achieved by three times upsetting the side wall to control the wall thickness variation less than 1. 35. Thus, this technology can reduce the require ment to the equipment tonnage and improve the utilization ratio of material and the quality of parts, which has a promising economic bene-fit in produetion.
Key words : stamping-forging process; titanium alloy TC11 ; finite element simulation; upsetting instructions; folding
TC11钛合金作为一种高铝当量马氏体型（α+ β）两相热强钛合金，不仅具有密度小、比强度高和耐腐蚀性强等优点，还具有良好的高温强度、热稳定性和抗端变性能。在500℃以下具有优异的热强性能，主要用于制造航空发动机的压气机盘、叶片、环形件和紧固件等[1-4)。然而，钛合金的成形温度范围较窄，加之其变形抗力对变形温度和变形速率很敏感，导致成形的难度较大[5-6]。在成形过程中一般采用大吨位锻压机或等温成形的方式。冲锻成形作为一种集合冲压和锻造的复合成形新工艺，可成形厚度差异较大的大表面积零件，以
收稿日期：20170427；修订日期：20170710
基金项目：中国工程物理研究院精密实验室资助项目（K848-13 JSS)
作者简介：杨文华（1988-），男，额士，工程师万方数据il：ywh060962@126.com
及圆角极小，甚至无圆角的零件，具有成形力小、材料利用率高、零部件综合力学性能好等优点17 在汽车、航空航天及其他民用工业领域具有很好的应用潜力。
许多学者在冲锻成形方面开展了大量的应用研究，王新云等[7-9]将板冲锻成形新工艺应用在轿车飞轮盘和离合器毅体的加工中，降低了对设备吨位的要求，材料的利用率、加工效率以及零件质量大大提高。李建平等10]以车用空调用电磁线圈罩体零件为研究对象，研究了冲压冷锻成形工艺的模具设计以及适合此类工艺的坏料计算方法。并应用于多家汽车空调生产企业，零件的质量指标达到了进口件的要求。但是，所用的材料多为碳素结构钢和铝合金，有关冲银复合成形在钛合金零件成形方面还未见报道。本文以TC11钛合金小圆角盘形件为研究对象，采用Defom-3D有限元仿真软件模拟冲锻成形过程，评估冲锻成形的可行性，