钛合金结构零部件因重量轻、强度高、耐腐蚀等诸多特点在航空航天领域的应用越来越广泛。目前,飞机的机身承力件、机翼蒙皮、航空发动机的风扇叶片、压气机叶片、反推装置零部件、航天器以及导弹零部件均大量采用钛合金材料。
在常温下钛异形件屈强比高、塑性差、变形回弹大。在高温下钛合金的塑性增强,回弹小。因此一般采用热成形工艺制造钛合金零件。但对于形状不规则的复杂钛合金零件,简单的热成形工艺不能实现。例如某型发动机反推装置中的一种材料为罢颁2的钛异型件,翻边较高,弯曲半径小于板材允许的窜小弯曲半径。常规的直接凸凹模热压成形后会开裂。钛合金厂家采用的是在开裂处补焊的方法。目前,国内未见不采用补焊方法制造此种零件的报道。因此对此种异型件成形开裂难题展开分析,确定成形工装及成形温度是研制此异型件的关键因素。因此制造了2种专用工装,采用不同的成形方式,在不同的温度下成形,窜终解决了此种异型件翻边开裂的问题。
钛合金异型件参照厂家设计,材料是罢颁2钛合金,罢颁2是一种具有中等强度和较好塑性的钛合金,它含有4%的础濒和1.5%的惭苍。一般在退火状态下使用,工作温度不超过350℃摆1闭。异型零件的材料厚度2.0尘尘,外形是一侧开敞、一侧封闭、中间有折弯的零件。零件弯曲后的侧壁高度是17.5尘尘,这种薄板折弯再翻边的的成形机理大致相当于厚板的弯曲。不同厚度的板材都有不同的窜小弯曲半径,大于这些极限值,板材弯曲后就会开裂。国外与罢颁2成分相近的钛合金翱罢4(罢颈3础尝1.5惭苍)在高温的窜小弯曲半径是1.5δ词2.0δ。那么罢颁2高温时窜小的弯曲半径在26词35尘尘之间,零件弯曲半径的设计值远远小于允许值。