基于钛合金舵面的超塑成形/扩散连接工艺

欧阳金栋，刘慧慧，马俊飞，易龙，黄海龙，王直

(江西洪都航空工业集团有限责任公司，江西 南昌 330024)

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超塑成型/扩散连接(SPF/DB)组合工艺是一种先进的塑性加工新技术，常用于传统方法难以成形的、形状较为复杂的薄壁结构零件。SPF/DB工艺根据SPF和DB先后顺序不同，SPF/DB工艺可分为如下三种形式：先DB，后SPF；先SPF，后DB；SPF与DB同时进行。采用哪种方法好要视结构和工艺需要而定[1-3]。过去几年国内外已在积极研究多层板的SPF/DB成形工作[4-6]，如舱门、机身框架、隔热罩、热交换导管、前缘缝翼、进气道、后机身下整流片等零件，被广泛应用于航空航天飞行器上[7]，以往用铆制与螺钉紧固的组合件，现在可以采用SPF/DB工艺来制造。该工艺为大型整体结构件生产提供了新途径，可节省大量的连接、紧固与装配工序。采用整体件还能提高器件的寿命及整体性能，而且降低了生产成本。现在这种工艺已被美国、欧洲等世界发达国家认定为一种现代化制造技术，进而将对航空航天飞行器的设计制造产生巨大影响[8]。此外在减小质量、延长寿命、降低成本、改善性能等方面具有传统的成型工艺无法比拟的优越性[9-10]。

国内外近几年对SPF/DB工艺进行了大量研究，门向南研究了TC4钛合金三层板结构件的SPF/DB工艺，分析了应变速率对成形时间和结果的影响，计算了在最佳成形应变速率条件下的加载压力-时间曲线，成功制得了三层板结构试验件[11]。韩国航空宇宙研究院的J.H.Yoon研究了钛合金多层板结构的超塑气胀成形/扩散连接工艺，通过有限元方法得出了优化的P-T曲线，并将实验结果与有限元模拟结果进行了对比[12]。……