本发明涉及异质钛合金构件成形，具体涉及一种大尺寸异质钛合金构件的原位构型复合成形工艺。
背景技术：
1、钛合金锻件具有多个优势，包括优异的机械性能、耐高温性能、耐腐蚀性能，良好的可加工性，高温强度，广泛应用于航空、航天、能源、交通、武器装备等行业，涉及的主要产品包括：航空发动机零部件、导弹零部件、火箭部件、涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室构件、油泵壳体、缸体、活塞、飞机起落架、发动机机匣、盘轴组合件、斗齿、链条等各类结构复杂的变截面、多曲面、高筋薄壁、侧壁带凸台等复杂锻件。
2、现有大尺寸钛合金构件（长度不小于600mm、宽度不小于250mm、高度不小于100mm的钛合金构件）可采用整体锻造成形工艺制备、分段锻造后拼接制造以及局部加载成形工艺制备。但是：整体锻造对设备、工艺、能源等方面的需求较高，成本相对较高；需要大型、强力的锻造设备，对设备的要求较高，投资大，整体锻造需要高温和高压条件，消耗大量能源，环保压力较大，整体锻造可能会导致材料浪费较多，材料利用率低，特别在复杂形状的构件中更加明显，其对工艺控制要求高，操作技术要求高，操作难度大；分段锻造后需要拼接，装配过程较为复杂，需要精准的工艺控制和操作技术，拼接处往往是构件的弱点，分段锻造后的拼接制造容易导致构件整体强度和韧性下降，分段锻造和拼接可能会破坏原材料的连续性和均匀性，影响构件整体性能，在拼接处容易产生应力集中的问题，增加了构件的疲劳破坏风险，焊接质量难以完全保证，可能存在焊接缺陷，影响构件的整体性能；局部加载成形研究主要局限在模锻成形过程，而大型模锻件的制坯过程长，加热和变形次数多，材料流动和组织变化复杂，对模锻件成形具有显著影响。
3、更关键的是，对于大尺寸复杂功能的钛合金构件而言，当前面临的难题之一包括：难以实现异种钛合金的高效结合和协调变形/成形，难以控制其组织的均匀性，尤其难以精确控制钛合金构件凸出部位组织的均匀性。
技术实现思路
1、至少为了解决背景技术中提到的问题，本发明目的在于提供一种大尺寸异质钛合金构件的原位构型复合成形工艺。
2、本发明采用了如下技术方案。
3、一种大尺寸异质钛合金构件的原位构型复合成形工艺，步骤包括：
4、步骤1，对异质钛合金进行原位构型，获得与终成形件形状相似且功能结构位置存在异质钛合金聚料区的预成形件；
5、步骤2，对所得预成形件进行加热，使预成形件不同区域的基体钛合金和电弧增材钛合金分别处于各自的目标温度区间；
6、步骤3：对加热后的预成形件进行整体模锻成形，获得终成形件。
7、进一步地，对异质钛合金进行原位构型的步骤包括：
8、步骤11，在基体钛合金上进行电弧增材，得到具有增材结构的增材钛合金构件；
9、步骤12，对增材钛合金构件的增材结构进行高频锤击。
10、优选地，增材工序中：增材所用丝材直径为0.1~1mm，钛合金基体的预热温度为400~600°c，电弧功率为1000~3000w、送丝速度为1~5m/min、氩气保护气氛流量为5~20l/min，单次增材层高为0.2mm~0.5mm，扫描速度为400~1000mm/s；
11、高频锤击工序中：锤击频率为500~1500次/ min，锤击压下量为0.3~1mm，锤头与增材表面接触面积为100~900mm²。
12、进一步地，所得预成形件的上壁和下壁均有增材结构，步骤2中，预成形件的上增材结构加热温度为850~950°c，预成形件的下增材结构加热温度为950~1000°c。
13、进一步地，所得预成形件二的上增材结构侧面采用15°的斜面，上增材结构侧面与顶面采用r10mm的圆角过渡；上增材结构侧面与钛合金基体上表面采用r15mm的圆角过渡；所得预成形件二的下增材结构侧面采用20°的斜面，下增材结构侧面与顶面采用r10mm的圆角过渡，下增材结构侧面与钛合金基体下表面采用r15mm的圆角过渡。所得终成形件的上增材结构侧面具有15°的斜面，上增材结构侧面与顶面具有r8mm的圆角过渡；上增材结构侧面与钛合金基体上表面具有r12mm的圆角过渡；所得终成形件的下增材结构侧面具有20°的斜面，下增材结构侧面与顶面具有用r8mm的圆角过渡，下增材结构侧面与钛合金基体下表面具有r12mm的圆角过渡。
14、优选地，所得终成形件呈拱形结构。
15、进一步地，增材钛合金构件的上增材结构呈网格结构。
16、进一步地，增材工序中：每层增材的主要路径为多条连续布置的若干拱形路径，相邻且朝向相反的两条拱形路径之间采用增材填充方式。
17、优选地，基体钛合金采用ta32钛合金，上增材结构采用ta15钛合金，下增材结构采用ti65钛合金。
18、有益效果：采用本发明的方案，不仅能够有效消除制备的异质钛合金构件内的残余应力与凝固缺陷，改善了构件的晶粒结构，而且能够提高异种钛合金增材结合界面的连接/结合强度，能够避免剪切应力引起的界面撕裂变形缺陷，还能够显著优化钛合金构件各部位组织的均匀性；本发明大尺寸异质钛合金构件成形过程中受主观因素影响较小，成形过程可控性好，成形过程优化了工件的组织结构演变和流动过程，成形的构件稳定可靠、精度高；采用本发明的方案，无需设计并制造专用预成形模具，设计柔性高，能够高效、低成本的实现大型异质钛合金构件上、下表面复杂结构特征的成形，材料利用率高，操作难度小，能够实现多工艺窗口异质钛合金的整体协调锻造成形，适用范围很广。
1.一种大尺寸异质钛合金构件的原位构型复合成形工艺，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于，对异质钛合金进行原位构型的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于：所得预成形件的上壁和下壁均有增材结构，步骤2中，预成形件的上增材结构加热温度为850~950°c，预成形件的下增材结构加热温度为950~1000°c。
5.根据权利要求4所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于：所得预成形件的上增材结构侧面采用15°的斜面，上增材结构侧面与顶面采用圆角过渡；上增材结构侧面与钛合金基体上表面采用圆角过渡；所得预成形件的下增材结构侧面采用20°的斜面，下增材结构侧面与顶面采用圆角过渡，下增材结构侧面与钛合金基体下表面采用圆角过渡。
6.根据权利要求5所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于：所得终锻件呈拱形结构。
7.根据权利要求2-6任一项所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于：增材钛合金构件的增材结构呈网格结构。
8.根据权利要求7所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于，增材工序中：每层增材的主要路径为多条连续布置的若干拱形路径，相邻且朝向相反的两条拱形路径之间采用增材填充方式。
9.根据权利要求8所述的原位构型复合成形工艺，其特征在于：基体钛合金采用ta32钛合金，上增材结构采用ta15钛合金，下增材结构采用ti65钛合金。