首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金波纹管的新工艺 ,可加工多波U型钛合金波纹管。超塑成形采用多层模结构 ,用模具来控制波形。超塑成形加载过程分为胀形、合模和定型 3个阶段 ,以使成形件的壁厚分布均匀。确定了筒坯的下料尺寸 ;给出了各个成形阶段胀形气压和保压时间的计算公式 ;通过超塑胀形实验成形了Ti 6Al 4V钛合金双波波纹管。
以DN250双波Ti-6A l-4V钛合金波纹管为例研究了采用超塑胀形/轴向加载复合超塑成形工艺成形的钛合金波纹管的壁厚分布规律。用ARVIP3D刚粘塑性壳单元有限元软件模拟了波纹管在胀形、合模和充满3个阶段的壁厚减薄情况,分析了筒坯长度和胀形阶段的变形量对超塑成形后波纹管厚度分布情况影响。通过实验研究了波纹管的实际壁厚分布曲线。结果表明,与其它成形方法相比,超塑成形的波纹管波峰壁厚减薄率较大,壁厚分布可用JIS公式粗略估算。
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