专利名称：外加热式合金薄板超塑气胀成形模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外加热式合金薄板超塑气胀成形模具。
背景技术：
超塑性合金是指那些具有超塑性的金属材料，包括铝、镁、钛、碳钢、不 锈钢和高温合金等。到目前为止，人们至少发现了 170多种超塑性合金。目前 此类合金板料的超塑气胀成形技术是一个比较新颖而尚未成熟的技术，具有性 能好、精度高、工序简单、操作方便等优点。在保证产品质量的同时节约了能 源和设备。但实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率，由于 超塑性合金成形温度都较高，需借助于专用设备才能成形。体积庞大造价昂贵 的设备限制了人们对超塑合金板材超塑气胀成形的实验研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，采用外置 加热炉对合金板和模具进行加热，小巧轻便，灵活安全。 上述的目的通过以下的技术方案实现
外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括外置加热炉，所述的 外置加热炉套在模具上，所述的模具包括具有倒角和压边凹槽且型腔可变的成 形模具，所述的成形模具连接盖板，所述的盖板连接厚度可变的上垫块，所述 的上垫块具有圆柱孔，所述的圆柱孔内有热电偶插入盖板内，所述的成形模具 倒角端连接被加热合金板，所述的被加热合金板连接座板，所述的座板具有胀 形孔，所述的胀形孔连接进气管，所述的座板连接具有中空结构的下垫块。
所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，所述的外置加热炉具有外层 保护壳，所述的外层保护壳内衬陶瓷衬体，所述的陶瓷衬体的凹槽内固定有电
阻丝，所述的模具与加热炉的上下方分别连接石棉绝热层，所述的成形模具下 端具有增强压边和密封效果的凹槽。
一种使用所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法，将 压力机压头压紧上垫块并接通所述的加热炉电源，加热至300-32(TC,保温10-2C分钟，将进气管连接到氮气瓶上，然后打开氮气瓶阀门，同时调整初始气体压
力为O.lMpa，.按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升高至lMpa,试样无破坏则保压10分钟，最后取出试样。本发明的有益效果
1. 本发明采用外置加热炉对镁合金板和模具进行加热，成形模具上的凹槽可以增加模具对合金板的压边效果和密封效果。同时采用硅酸盐石棉隔热材料铺盖在加热炉上下，保证了加热的效率。模具的上端装有热电偶，以便在实验过程中对温度进行监控，下垫块的中空结构可以在成形期间增加模具与合金板和座板间的力作用，上垫块主要的作用是为了避免压力机压头被加热，可以随模具的大小和结构而改变，加热炉分为外层保护壳、内层陶瓷衬体和电阻丝，外层保护材料可以保护内层陶瓷衬体并固定导线，同时也起到一定的隔热作用。
2. 模具小巧轻便，成本低，灵活性高，方便安全。
3. 加热效率高，加热范围大，可广泛用于各种超塑合金板材。
4. 模具结构简单，模具的形状可据实际需要进行调整，达到成形工件、胀形实验以及材料性能测试等多重功效。
5. 可操作性强，配以温控设备和压力控制设备可以实现复杂的温控需求和成形加压需求。
附图l是本产品的结构示意图。图中箭头所示为压力机压头方向。
附图2是在成形模具端面处剖开的剖面图。
具体实施例方式
实施例1:
外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括外置加热炉l，所述的外置加热炉套在模具2上，所述的模具包括具有倒角和压边凹槽且型腔可变的成形模具3，所述的成形模具连接盖板4，所述的盖板连接厚度可变的上垫块5，所述的上垫块具有圆柱孔6，所述的圆柱孔内有热电偶7插入盖板内，所述的成形模具倒角端连接被加热合金板，所述的被加热合金板连接座板8，所述的座板具有胀形孔9，所述的胀形孔连接进气管10，所述的座板连接具有中空结构的下垫块11。
所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，所述的外置加热炉具有外层
保护壳12，所述的外层保护壳内衬陶瓷衬体13，所述的陶瓷衬体的凹槽内固定 有电阻丝14，所述的模具与加热炉的上下方分别连接石棉绝热层15，所述的成 形模具下端具有增强压边和密封效果的凹槽16。
一种使用所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法，将 压力机压头压紧上垫块并接通所述的加热炉电源，加热至300-320°C，保温10-20 分钟，将进气管连接到氮气瓶上，然后打开氮气瓶阀门，同时调整初始气体压 力为0.1Mpa，按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升高至1Mpa，试 样无破坏则保压10分钟，最后取出试样。
断开电源，并闭气瓶阀门，取出热电偶，提升压力机压头并取出加热炉使 模具冷却，然后取出成形件。
胀形用气体为氮气或惰性气体，用气瓶盛装，气瓶带有气压计和安全阀。
权利要求
1. 一种外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括外置加热炉，其特征是所述的外置加热炉套在模具上，所述的模具包括具有倒角和压边凹槽且型腔可变的成形模具，所述的成形模具连接盖板，所述的盖板连接厚度可变的上垫块，所述的上垫块具有圆柱孔，所述的圆柱孔内有热电偶插入盖板内，所述的成形模具倒角端连接被加热合金板，所述的被加热合金板连接座板，所述的座板具有胀形孔，所述的胀形孔连接进气管，所述的座板连接具有中空结构的下垫块。
2. 根据权利要求1所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具,其特征是: 所述的外置加热炉具有外层保护壳，所述的外层保护壳内衬陶瓷衬体，所述的 陶瓷衬体的凹槽内固定有电阻丝，所述的模具与加热炉的上下方分别连接石棉 绝热层，所述的成形模具下端具有增强压边和密封效果的凹槽。
3. —种使用所述的外加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法， 其特征是将压力机压头压紧上垫块并接通所述的加热炉电源，加热至300-32C'C，保温10-20分钟，将进气管连接到氮气瓶上，然后打开氮气瓶阀门，同时 调整初始气体压力为O.lMpa，按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升 高至lMpa，试样无破坏则保压10分钟，最后取出试样。
全文摘要
外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，目前所使用的体积庞大造价昂贵的设备限制了人们对超塑合金板材超塑气胀成形的实验研究。外加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括外置加热炉(1)，外置加热炉套在模具(2)上，模具包括具有倒角和压边凹槽且型腔可变的成形模具(3)，成形模具连接盖板(4)，盖板连接厚度可变的上垫块(5)，上垫块具有圆柱孔(6)，圆柱孔内有热电偶(7)插入盖板内，成形模具倒角端连接被加热合金板，被加热合金板连接座板(8)，座板具有胀形孔(9)，胀形孔连接进气管(10)，座板连接具有中空结构的下垫块(11)。本产品用于超塑合金薄板的气胀成形。
文档编号B21D37/16GK101468374SQ20071014499
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月30日 优先权日2007年12月30日
发明者于彦东, 陈昌平 申请人:哈尔滨理工大学