[发明专利]一种大深径比回转薄壁钛合金构件及其成形方法

权利要求书

1.一种大深径比回转薄壁钛合金构件的成形方法，其特征在于，包括变温热冲压预成形和超塑终成形工序：

在变温热冲压预成形工序中，包括对钛合金板料上拉伸剧烈的区域风冷降温的步骤；

在超塑终成形工序中，包括将经过变温热冲压预成形步骤制得的预成形件进行超塑成形的步骤，得到结构符合要求的钛合金构件；

该成形方法包括如下步骤：步骤1，将预成形模具安装于热成形机，钛合金板料放于预成形模具的凹模上，对钛合金板料和预成形模具同时加热升温至700～850℃，保温1～2小时；预成形模具的凹模纵向开设通孔型腔，钛合金板料放于通孔型腔开口处；

步骤2，对钛合金板料上拉伸剧烈的区域风冷降温，使该区域较其周边温度低200～350℃；

步骤3，预成形模具的凸模下行至最终位置，保温，凸模下行的过程中持续进行风冷降温；预成形模具的凸模的下行速度为2～5mm/min；保温时长为0.5～1小时；

步骤4，预成形结束后，钛合金板料降温，由预成形模具中取出，得到预成形件；预成形件的高度与最终产品的高度比介于1:3～1:2之间；

步骤5，在超塑成形模具型腔表面与预成形件表面均匀涂覆止焊剂，将预成形件置于超塑成形模具中，连接气路和热电偶，安装于热成形机中；

步骤6，对预成形件和超塑成形模具同时加热升温至850～1000℃，保温5～10小时后由气路进气，使预成形件材料下行贴合超塑成形模具的凹模；

步骤7，进气结束后降温至400～600℃，由超塑成形模具中取出，经后处理，得到钛合金构件。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤2和3中，采用喷枪吹气对钛合金板料上拉伸剧烈的区域降温，喷枪吹气压力为10～20bar，且吹气降温持续到凸模下行至最终位置。

3.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤5中，超塑成形模具根据模具材料与钛合金材料的热膨胀系数不同进行体积缩放。

4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤6中，超塑成形时，最大进气压力为10～17bar。

5.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，步骤7中，后处理包括对超塑成形后的构件进行机械加工，和/或对超塑成形后的构件进行表面处理去除表面氧化层；

得到的钛合金构件的凹槽或筋条结构的面和线在构件上不形成负角结构。

6.一种大深径比回转薄壁钛合金构件，通过上述权利要求1至5之一所述的大深径比回转薄壁钛合金构件的成形方法制备得到，所述钛合金构件的深径比为0.5～3；壁厚范围为0.3～3mm；大端直径范围为50～2000mm。