塑性工程學(xué)報(bào)：鈦合金TC4室溫下電磁脹形的工藝分析
2022-12-24【作 者】周海洋;莫健華;李建軍;李?yuàn)^強(qiáng);黃亮;李娜;邱立
隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)節(jié)能減排以及對(duì)安全要求的不斷提高，迫切要求汽車(chē)、航空等交通運(yùn)輸工具實(shí)現(xiàn)輕量化。輕量化的兩個(gè)主要途徑分別為采用輕質(zhì)材料和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。其中，典型輕質(zhì)材料有鋁、鎂、鈦及其合金。與普通碳素鋼相比，這些材料在室溫下的成形性能較差。目前，解決輕質(zhì)材料難成形問(wèn)題的主要方法是采用超塑性成形、溫?zé)岢尚渭爸虚g熱處理工藝。但是，采用超塑性成形對(duì)材料本身要求高，同時(shí)工作效率低；采用溫?zé)岢尚喂に噷?duì)成形過(guò)程中的潤(rùn)滑劑要求高；而采用多工步，在工步之間增加熱處理工步明顯增加了加工成本［１］。為此，迫切需要一種新的成形方法以解決這些成形難題。
已有文獻(xiàn)表明，電磁成形工藝具有成形速度高、單模具、成形設(shè)備簡(jiǎn)單、易與其他工藝結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于電磁成形速度高，可以提高室溫下難成形材料的成形性能，抑制起皺，減少回彈。因此，電磁成形工藝是一種極具應(yīng)用前景的成形工藝［２－３］。采用電磁成形工藝加工鈦合金可以充分利用電磁成形高速變形的特點(diǎn)，解決由于鈦合金ＴＣ４是 α＋β雙相合金，且室溫下以密排六方 （ＨＣＰ）的α相為主，滑移系少，難成形的問(wèn)題，是一種非常有意義的技術(shù)嘗試。
本文采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法對(duì)０．８ｍｍ 厚Ｔ３紫銅驅(qū)動(dòng)板作用下的鈦合金 ＴＣ４電磁自由脹形進(jìn)行研究，將數(shù)值預(yù)測(cè)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證；同時(shí)，分析其變形過(guò)程，獲得驅(qū)動(dòng)片上的電磁力分布，工件上應(yīng)變率、變形速度的分布，驅(qū)動(dòng)片與工件之間沖擊力隨時(shí)間的變化，為鈦合金電磁成形工藝設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
以下是正文：
