[发明专利]一种钛合金U型波纹管差温连续成形方法

说明书

本发明提出了一种钛合金U型波纹管差温连续成形方法，属于钛合金材料定型技术领域。所述方法经卷焊板材制得不同直径的管坯，对模具进行电磁感应加热至热成形工艺温度，将坯料置于模具内保温一段时间，再向管坯内通入高压惰性气体，至管坯外形面紧密贴合模具后保压一段时间，开启模具，将已成形的波纹管向非模具区移动，重复上述步骤，即可实现钛合金U型波纹管的连续生产。该方法在产品生产过程中，能够同时实现预热—成形—降温等工序，并实现零件的自退火，最终得到高品质钛合金U型波纹管产品。

技术领域

本发明涉及一种钛合金U型波纹管差温连续成形方法，属于钛合金材料定型技术领域。

背景技术

钛及钛合金波纹管具有质量轻、无磁性、耐腐蚀、灵敏度高等优异特性，除了可以在航空、航天等领域降低飞行器质量，提高运输载荷，更可以在航海、原子能、化工等含有腐蚀介质的恶劣工作环境中代替不锈钢和合金钢波纹管，降低维修成本。因此，研究钛及钛合金波纹管的成形方法，对于降低工业生产成本，提高国家耐腐蚀材料的发展水平，具有重要意义。现阶段钛及钛合金波纹管的成形方法主要有五种，其中液压成型、滚压成型、旋压成型、胀压成型这四种成形方法均属于冷加工方式，只能成形塑性较好的纯钛波纹管，且由于只能选择无缝钛管作坯料，所以成形后波纹管的直径也受到限制；而采用焊接成形的波纹管由于工序复杂，成本高，且成形后的波纹管耐压性能差，因此该技术尚未大面积应用。

发明内容

本发明为了解决现有钛合金U型波纹管成形方法只能成形塑性较好的纯钛波纹管，且只能选择无缝钛管作坯料，所以成形后波纹管的直径也受到限制的问题，提出了一种钛合金U型波纹管差温连续成形方法，所采取的技术方案如下：

一种钛合金U型波纹管差温连续成形方法，所述成形方法包括：首先，利用卷焊板材将钛合金板材制成不同直径的管坯，并利用电磁感应加热方法将所述管坯加热至热成型工艺温度，随后将带有热成形温度的管坯置于钛合金U型波纹管模具内保温一段时间；然后，向所述管坯中加入1MPa以上气压的惰性气体直至所述管坯外表面紧密贴合钛合金U型波纹管模具，在所述管坯外表面紧密贴合钛合金U型波纹管模具后继续向管坯内通入1MPa以上气压的惰性气体一段时间，使管坯与钛合金U型波纹管模具贴合稳定；最后开启模具，将已成型的钛合金U型波纹管移向非模具区，向前推进所述管坯使管坯未成型部分移入钛合金U型波纹管模具中并重复上述步骤，实现钛合金U型波纹管的连续生产。

进一步地，所述成形方法的具体步骤为：

步骤一：利用卷焊板材将钛合金无缝管或焊管焊制成一端密闭、一段带有充气口的管坯，并在所述管坯的外表面均匀喷涂石墨；

步骤二：利用电磁感应加热源通过电磁感应加热方法将所述管坯加热至热成型工艺温度；

步骤三：开启钛合金U型波纹管模具的上模，将步骤二加热后的所述管坯装入所述钛合金U型波纹管模具的下模中；

步骤四：将钛合金U型波纹管模具的上模下行，利用所述钛合金U型波纹管模具的上下模具自带的定位导向键使上下模具紧密装卡；

步骤五：将带有热成形工艺温度的管坯置于钛合金U型波纹管模具内保温5分钟；

步骤六：通过管坯一端的充气口向管坯内充入气压为1.5—2MPa的氩气，使管坯逐步向外胀形；

步骤七：继续增加钛合金管坯内氩气压力至3～4MPa，使步骤六所述管坯完全充满模具内表面；持续向管坯内充入气压为3～4MPa的氩气气体3min，使所述管坯最终成形为钛合金U型波纹管；

步骤八：开启钛合金U型波纹管模具的上下模，将已成形的钛合金U型波纹管沿管坯轴向方向向模具非加热区移动，并依靠钛合金U型波纹管模具内型面实现零件径向定位使未处理的管坯移入钛合金U型波纹管模具中；