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《4.超塑成形_扩散焊接组合工艺的技术概况与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、超塑成形/扩散焊接组合工艺的技术概况与应用李枫,陈明和,范平,王荣华,朱丽瑛,周兆峰(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)摘要:介绍了超塑材料的发展,概述了超塑成形、扩散焊接及其组合工艺的原理和特点,并指出了此种加工工艺的优缺点。用超塑等温锻造、板材气胀成形和超塑挤压等超塑成形方法以及用超塑成形/扩散焊接组合工艺方法的国内外应用实例。展望了超塑性的发展趋势,指出应开发新型的超塑性材料,探索已知材料的低温和高速超塑成形工艺,进一步拓展超塑性的应用领域。关键词:超塑性;超塑性成形;扩散焊接;应用中图分类号:TG
2、301文献标志码:A超塑成形(SPF)和超塑成形/扩散焊接组合工相对成熟,也是目前应用最广泛的材料。主要合金艺(SPF/DB)技术,在现代航空航天工业发展的推有Ti26Al24V、IMI550、IMI834、TiAl和GH4169等动下,经过近40年的开发研究和实验验证,已经进材料。[1]入实用阶段。特别值得注意的是,近十几年来金近年来,铝合金是继钛合金之后超塑研究的又属超塑性已在工业生产领域获得了较为广泛的应一热点之一。许多学者对于铝合金的超塑变形力学用。一些超塑性Ti合金、Al合金、Mg合金以及黑行为、变形过程中的
3、组织演变以及变形机制对材料[6]色金属等以其优异的变形性能和材质均匀等特点,超塑性的影响等问题进行了深入研究。在航空航天以及汽车的零部件生产、工艺品制造、仪与铝基复合材料相同,镁基复合材料也可获得器仪表壳罩件和一些复杂形状构件的生产中起到了高应变速率超塑性。且研究表明,镁基复合材料在[223]不可替代的作用。下面分别对超塑性材料发展;高应变速率下更有希望获得较好的超塑性能。SPF和SPF/DB的技术特点;其应用现状及发展趋2SPF和SPF/DB技术机理和特点势四方面加以论述。2.1超塑成形技术(SPF)1超塑性材料的发
4、展人们发现几乎所有的多晶体材料在合适的温度超塑性材料是超塑成形和扩散焊接技术发展的和应变速率下能形成足够细小的晶粒组织,并表现基础。到目前为止,已发现200多种金属和合金具出足够高的抑制晶粒长大的能力,因而呈现出较高有超塑性,不过可用于实际生产的只有少数材料,以的拉伸应变(延伸率超过100%,甚至可达[7]钛合金、铝合金和镁合金3种材料为主。正是由于1000%)。此后,人们开始利用材料的这一特性超塑成形的生产优点明显,所以各国都极为重视超(即超塑性)来作为一种工艺手段用于实际生产。目塑性材料的发展。表1列出了目前已得到
5、应用的常前,钛合金的超塑成形是全球公认的标准化工业技[425]用铝合金和钛合金超塑性材料。术,图1所示为典型的SPF工艺过程。钛合金是最早得到应用的超塑性材料,其技术推导出阀体在高温高压工作环境中的形变规律,解[2]R.D.库克.有限元分析的概念和应用[M].何穷译.北决了传统的热力学计算方法难以处理的问题,进一京:科学出版社,1981.步提高了设计优化的效率。由此证明在[3]李开泰.有限元方法及其应用[M].西安:西安交通大学Pro/Me2出版社,1984.chanica环境中进行热力学分析是一种极其有效的设计方法,
6、对生产实践有着重要的指导意义。作者简介:余谧(19752),工程师,研究方向为机电一体化,[参考文献]CAD/CAM/CAE技术。收稿日期:2007年10月10日[1]祝凌云,李斌.Pro/ENGINEER运动仿真和有限元分析[M].北京:人民邮电出版社,2004.责任编辑吕德龙·70·《新技术新工艺》·热加工工艺技术与材料研究2008年第4期表1常用铝合金和钛合金超塑性材料合金牌号成分(质量分数%)超塑温度/℃延伸率(%)m值SupralAl-6Cu-0.4Zr-0.3Mg400～48018000.45～0.7757
7、5Al-5.5Zn-2.0Mg-1.5Cu-0.2Cr510～53014000.5～0.85083Al-4.7Mg-0.7Mn-0.15Cr480～5506700.4～0.65铝8090Al-2.5Li-1.2Cu-0.6Mg-0.1Zr500～54010000.4～0.62090Al-2.7Cu-2.2Li-0.7Mg-0.12Zr510～5308000.4～0.6WeldaliteAl-4.8Cu-1.3Li-0.4Mg-0.4Ag-0.14Zr470～53010000.451420Al-2.1Li-5.5Mg-0
8、.12Zr-0.2Si470～5306000.41TC4Ti-6Al-4V900～98015900.75TA19Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo870～9705380.67钛IMI834Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.5Mo-0.3Si-0.05C940～9904000.6TA2Ti-4Al-4Mo-2Sn-0.5S
