材焊缝位置曲率相同，上模下端开设斜坡， 优选为25°，与左右模具合为形成的缺口相配合。
[0052] 如附图2-4所示为实施例2-3的工作原理图。
[0053] 实施例2
[0054] 本实施例提供了一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法，具体步骤如下：
[0055] 1)按照变截面异形管材的展开尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板，所用钛板壁 厚为0. 2mm，材质为TC4钛合金；
[0056] 2)在凹模、芯模、上模、左右模与管材接触的部位喷涂阻焊剂；所述凹模，为与复 杂变截面管材外侧形状相同的型腔；所述芯模，为与复杂变截面管材内侧形状相同的模具； 所述上模，为与复杂变截面管材焊缝位置曲率相同的模具；所述左右模，为与凹模合围形成 复杂变截面管材外侧形状的模具。
[0057] 3)将异形钛板、凹模和上模安放在扩散连接设备中，并将三者中心线对齐；
[0058] 4)加热至200°C的工艺温度，通过控制芯模加载速率为0. 2mm/s使板材成形，直至 芯模完全压入凹模；
[0059] 5)进给左右模具，将板材闭合成异形管材；
[0060] 6)下压上工作平台，并加热至扩散焊工艺温度925°C，保温IOmin后进行接头扩散 焊接；
[0061] 7)按照退火温度工艺曲线降温，退火工艺为，炉冷至850°C保温1. 5小时，以不大 于50°C /h降温速率炉冷至700°C以下，空冷至室温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。
[0062] 实施例3
[0063] 本实施例提供了一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法，具体步骤如下：
[0064] 本实施例提供了一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法，具体步骤如下：
[0065] 1)按照变截面异形管材的展开尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板，所用钛板壁 厚为0. 5mm，材质为Ti55钛合金；
[0066] 2)在凹模、芯模、上模、左右模与管材接触的部位喷涂阻焊剂；所述凹模，为与复 杂变截面管材外侧形状相同的型腔；所述芯模，为与复杂变截面管材内侧形状相同的模具； 所述上模，为与复杂变截面管材焊缝位置曲率相同的模具；所述左右模，为与凹模合围形成 复杂变截面管材外侧形状的模具。
[0067] 3)将异形钛板、凹模和上模安放在扩散连接设备中，并将三者中心线对齐；
[0068] 4)加热至200°C的工艺温度，通过控制芯模加载速率为0. 5mm/s使板材成形，直至 芯模完全压入凹模；
[0069] 5)进给左右模具，将板材闭合成异形管材；
[0070] 6)下压上工作平台，并加热至扩散焊工艺温度970°C，保温15min后进行接头扩散 焊接；
[0071] 7)按照退火温度工艺曲线降温，退火工艺为，炉冷至900°C保温2小时，以不大于 50°C /h降温速率炉冷至750°C以下，空冷至室温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。
[0072] 实施例4
[0073] 本实施例提供了一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法，具体步骤如下：
[0074] 1)按照变截面异形管材的展开尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板，所用钛板壁 厚为0· 3mm，材质为TA15钛合金；
[0075] 2)在凹模、芯模、上模、左右模与管材接触的部位喷涂阻焊剂；所述凹模，为与复 杂变截面管材外侧形状相同的型腔；所述芯模，为与复杂变截面管材内侧形状相同的模具； 所述上模，为与复杂变截面管材焊缝位置曲率相同的模具；所述左右模，为与凹模合围形成 复杂变截面管材外侧形状的模具。
[0076] 3)将异形钛板、凹模和上模安放在扩散连接设备中，并将三者中心线对齐；
[0077] 4)加热至200°C的工艺温度，通过控制芯模加载速率为0. 25mm/s使板材成形，直 至芯模完全压入凹模；
[0078] 5)进给左右模具，将板材闭合成异形管材；
[0079] 6)下压上工作平台，并加热至扩散焊工艺温度900°C，保温IOmin后进行接头扩散 焊接；
[0080] 按照退火温度工艺曲线降温，退火工艺为，炉冷至800°C保温2小时，以不大于 50°C /h降温速率炉冷至720°C以下，空冷至室温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。
[0081] 实施例5
[0082] 本实施例对实施例1-4所制备的管材的质量进行了测定，测定结果如表1所示。
[0083] 表1实施例1-4所制备折弯管材的质量
[0084]
[0085] 从表1可以看出，本发明所提供的成型方法在壁厚均匀性控制、成形效率、焊缝质 量、机械性能保持程度等方面明显优于现有方法，此外与传统圆管扩口、拉深板对焊工艺相 比，本发明所提供的成型方法最大优势在于管材无残余应力，可保证极高的外形尺寸精度。
[0086] 本发明方法仅通过两道工序、一次热循环就可以获得壁厚十分均匀、尺寸精度很 高、焊缝几乎不可见的高质量钛合金变截面管材，适用于大批量生产高尺寸精度、无焊缝、 均匀壁厚的产品，解决了目前市场该类产品短缺的现状。
[0087] 虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此 技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护 范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1. 一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法，其特征在于，按照变截面异形管材展 开的尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板，将异形钛板、凹模、上模安放在扩散连接设备中， 加热后将芯模完全压入凹模，进给左右模具，将板材闭合成异形管材，下压上工作平台，加 热至扩散焊工艺温度后进行接头扩散焊接，降温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。2. 如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤如下： 1) 按照变截面异形管材的展开尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板； 2) 在凹模、芯模、上模、左右模与管材接触的部位喷涂阻焊剂； 3) 将异形钛板、凹模和上模安放在扩散连接设备中； 4) 加热至工艺温度，通过控制芯模加载速率使板材成形，直至芯模带动异形钛板完全 压入凹模； 5) 进给左右模具，将板材闭合成异形管材； 6) 下压上工作平台，并加热至扩散焊工艺温度，保温后进行接头扩散焊接； 7) 按照既定退火工艺降温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。3. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1)所述钛合金板材，厚度为 0. 2mm-0. 5_，钛合金牌号为 TC4、TA15 或 Ti55。4. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤2)所述凹模，具有复杂变截面管材外侧形 状相同的型腔；所述芯模，与复杂变截面管材内侧形状相同；所述上模，与复杂变截面管材 焊缝位置曲率相同；所述左右模，具有与凹模合围形成复杂变截面管材外侧形状相同的型 腔。5. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤3)所述异形钛板、凹模和上模，中心线对 齐。6. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤4)所述加热，温度为200°C以下；所述芯 模加载速率，为〇. 2mm/s_0. 5mm/s。7. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤6)所述扩散焊工艺温度，为900°C-970°C; 所述保温，时间为l〇_15min。8. 如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤7)所述既定退火工艺，为炉冷至 800°C -900°C保温1-2小时，以不大于50°C /h降温速率炉冷至700-750°C以下，空冷至室 温。9. 如权利要求2所述方法，其特征在于，具体步骤为： 1) 按照变截面异形管材的展开尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板； 2) 在凹模、芯模、上模、左右模与管材接触的部位喷涂阻焊剂；所述凹模，与复杂变截 面管材外侧形状相同的型腔；所述芯模，为与复杂变截面管材内侧形状相同的模具；所述 上模，为与复杂变截面管材焊缝位置曲率相同的模具；所述左右模，为与凹模合围形成复杂 变截面管材外侧形状的模具。 3) 将异形钛板、凹模和上模安放在扩散连接设备中，并调节位置使三者中心线对齐； 4) 加热至200°C以下的工艺温度，通过控制芯模加载速率0. 2mm/s-0. 5mm/s使板材成 形，直至芯模完全压入凹模； 5) 进给左右模具，将板材闭合成异形管材； 6) 下压上工作平台，并加热至扩散焊工艺温度900°C _970°C，保温10_15min后进行接 头扩散焊接； 7)按照既定退火工艺降温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材；所述既定退火工 艺，为炉冷至800°C -900°C保温1-2小时，以不大于50°C /h降温速率炉冷至700-750°C以 下，空冷至室温。10.如权利要求1-9所述任一方法在薄壁钛合金复杂变截面管材成形工艺中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种薄壁钛合金复杂变截面管材的成形方法及应用，属于材料加工技术领域。按照变截面异形管材展开的尺寸切割钛合金板材，获得异形钛板，将异形钛板、凹模、上模安放在扩散连接设备中，加热后将芯模完全压入凹模，进给左右模具，将板材闭合成异形管材，下压上工作平台，加热至扩散焊工艺温度后进行接头扩散焊接，降温，取件获得薄壁钛合金复杂变截面管材。本发明仅通过两道工序、一次热循环即可获得壁厚十分均匀、尺寸精度很高、焊缝几乎不可见的高质量钛合金变截面管材，可实现大批量生产。
【IPC分类】B21C37/15
【公开号】CN105032980
【申请号】CN201510570967
【发明人】于传富, 许沂, 丁锐, 肖波, 任露
【申请人】航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月9日