钛合金超塑成形/扩散连接的数值模拟及工艺研究 被引量：9

1

作者 黄钢华 张益华 +1 位作者 门向南 窦小丽 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期16-19,35,共5页

利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形... 利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形,θ=900℃、p=2.5 MPat、=790 s;扩散连接,θ=900℃、p=3.0 MPat、=80min。 展开更多

关键词 钛合金TC4 超塑成形/扩散连接(spf/db) 数值模拟 工艺研究

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超塑成形/扩散连接技术的应用进展和发展趋势 被引量：54

2

作者 李志强 郭和平 《航空制造技术》 2010年第8期32-35,共4页

超塑成形/扩散连接(SPF/DB)轻量化整体结构改变了传统飞行器结构件的制造模式,使复杂薄壁零件整体化,在降低飞行器结构重量、提高结构完整性和承载效率等方面具有独特的技术优势。

关键词 超塑成形 连接技术 扩散连接 发展趋势 应用 spf/db 结构完整性 薄壁零件

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钛合金超塑成形/扩散连接空心结构在空空导弹舵翼面上的应用

3

作者 张鹏 刘献伟 廖金华 《航空制造技术》 北大核心 2014年第3期95-97,共3页

相对于传统金属机加或蒙皮骨架焊接结构，将钛合金超塑成形/扩散连接工艺方法应用于舵翼面空心结构的设计及其制造，在满足超音速气动加热和大载荷强刚度严苛的要求下，可显著降低超音速空空导弹舵翼面的重量（30%~50%）、提高导弹性能... 相对于传统金属机加或蒙皮骨架焊接结构，将钛合金超塑成形/扩散连接工艺方法应用于舵翼面空心结构的设计及其制造，在满足超音速气动加热和大载荷强刚度严苛的要求下，可显著降低超音速空空导弹舵翼面的重量（30%~50%）、提高导弹性能；并改善钛合金加工工艺性，缩短了生产周期，降低了生产成本，同时对超塑成形/扩散连接舵翼面结构设计、成形工艺、验证试验和质量控制等问题进行了探讨。 展开更多

关键词 超塑成形 扩散连接(spf db) 舵翼面成形工艺 验证试验与质量控制

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钛合金空心点阵超塑成形/扩散连接成形工艺和性能研究 被引量：2

4

作者 赵冰 杨毅 +9 位作者 李志强 慕延宏 刘胜京 张斌 张超 孙朝阳 刘杨 王新筑 褚兴荣 韩数 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期24-35,共12页

钛合金空心点阵是典型的承载–功能一体化结构,采用单轴拉伸方法,在不同温度、应变速率条件下测定TA15、TA32钛合金的超塑拉伸延伸率,最大延伸率分别达到1450%和950%,后在不同温度、压力条件下进行扩散连接试验。根据超塑拉伸和扩散连... 钛合金空心点阵是典型的承载–功能一体化结构,采用单轴拉伸方法,在不同温度、应变速率条件下测定TA15、TA32钛合金的超塑拉伸延伸率,最大延伸率分别达到1450%和950%,后在不同温度、压力条件下进行扩散连接试验。根据超塑拉伸和扩散连接试验,确定了超塑成形和扩散连接(Superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB)的最佳工艺参数为:920℃/1.5~2.0 MPa/2 h,制备了不同构型和几何参数的TA15、TA32钛合金空心点阵结构件。采用平压方法和三点弯曲方法测定了钛合金空心点阵的力学性能,压缩和弯曲强度最大值分别达到23.83 MPa、596MPa,通过有限元和试验分析的方法,研究了几何参数对钛合金空心点阵平压和弯曲性能的影响规律。采用单面加热方法,研究了钛合金空心点阵结构的隔热性能,在400℃/1 h条件下,隔热温差达到276.3~310℃。 展开更多

关键词 钛合金空心点阵结构 超塑成形/扩散连接(spf/db) 空心筋条钛合金空心点阵结构 力学性能 隔热性能

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TA15/Ti2AlNb四层空心舵翼超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：3

5

作者 武永 周贤军 +3 位作者 吴迪鹏 秦中环 李保永 陈明和 《精密成形工程》 北大核心 2022年第4期102-108,共7页

目的研究TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼件成形/扩散连接工艺,获得合理的工艺参数,掌握塑性变形和扩散连接规律,推动异种合金轻量化中空结构件的应用。方法采用MSC.Marc有限元仿真了TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼超塑成形/扩散... 目的研究TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼件成形/扩散连接工艺,获得合理的工艺参数,掌握塑性变形和扩散连接规律,推动异种合金轻量化中空结构件的应用。方法采用MSC.Marc有限元仿真了TA15/Ti2AlNb异种合金四层空心舵翼超塑成形/扩散连接工艺过程,根据2种材料的高温变形规律优化出气压加载曲线,开展了空心舵翼的超塑成形/扩散连接实验研究,测试了舵翼的壁厚分布,分析了焊缝的金相组织。结果成功制备了TA15芯板直立筋良好、三角区宽度仅1.1 mm的四层空心舵翼,面板最大减薄率为20.0%,芯板最大减薄率为54.2%,芯板与面板之间扩散连接区域的焊合率为46.8%~98.6%。结论超塑成形/扩散连接工艺可制造TA15/Ti2AlNb异种合金空心结构,2种合金高温流动应力的显著差别避免了表面沟槽缺陷,但当整形压力和保压时间不足时,四层结构内各处扩散连接焊合率存在不稳定性。 展开更多

关键词 钛合金 Ti2AlNb合金 超塑成形/扩散连接 焊合率

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TC31钛合金四层舵翼超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：7

6

作者 武永 周贤军 +2 位作者 吴迪鹏 汤国伟 陈明和 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第17期34-40,共7页

为研究TC31四层舵翼的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺,开展了高温拉伸、有限元仿真和舵翼件试验研究。结果表明,TC31钛合金在920℃和0.001s^(-1)应变速率下,延伸率为639%,展现了良好的超塑性能;四层舵翼超塑成形/扩散连接的ABAQUS仿真... 为研究TC31四层舵翼的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺,开展了高温拉伸、有限元仿真和舵翼件试验研究。结果表明,TC31钛合金在920℃和0.001s^(-1)应变速率下,延伸率为639%,展现了良好的超塑性能;四层舵翼超塑成形/扩散连接的ABAQUS仿真结果表明,最大减薄处位于预置块边缘单胞的圆角处芯板上,最大减薄率为67.5%,最大真应变为1.04;在920℃,利用0.2MPa背压和芯板内阶梯加压方法,成功制备了无表面凹陷的TC31四层板舵翼件;在920℃和3MPa压力下扩散2h,扩散连接界面质量良好,焊合率达到97%以上。 展开更多

关键词 TC31钛合金 超塑成形/扩散连接(spf/db) 有限元仿真 四层舵翼 壁厚减薄率

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超塑成形/扩散连接结构设计及试验研究 被引量：4

7

作者 黄瑞 《航空制造技术》 2015年第17期59-61,65,共4页

概述了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)结构的结构设计流程,并以口盖为例,对具体设计过程进行了阐述。同时针对口盖结构设计的合理性,设计了验证改进试验静力测试试验及壁厚估算试验,来作为口盖结构改进优化的依据。根据上述思路,建立了超塑... 概述了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)结构的结构设计流程,并以口盖为例,对具体设计过程进行了阐述。同时针对口盖结构设计的合理性,设计了验证改进试验静力测试试验及壁厚估算试验,来作为口盖结构改进优化的依据。根据上述思路,建立了超塑成形/扩散连接结构的完整设计过程,为超塑成形/扩散连接的结构设计提供了借鉴。 展开更多

关键词 超塑成形/扩散连接 spf/db结构设计 验证改进试验

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TA15钛合金超薄中空四层结构超塑成形/扩散连接一体化成形及精度控制 被引量：1

8

作者 张晋源 秦立东 +3 位作者 刘太盈 蒋少松 彭鹏 李阳 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期75-84,共10页

本文采用TA15钛合金热轧薄板作为原材料,探究超薄中空四层结构的超塑成形/扩散连接工艺。首先通过高温拉伸试验对TA15钛合金的超塑变形行为进行研究,获得了超塑成形过程的应力–应变曲线。然后通过有限元软件对薄壁横向局部贯通四层纵... 本文采用TA15钛合金热轧薄板作为原材料,探究超薄中空四层结构的超塑成形/扩散连接工艺。首先通过高温拉伸试验对TA15钛合金的超塑变形行为进行研究,获得了超塑成形过程的应力–应变曲线。然后通过有限元软件对薄壁横向局部贯通四层纵筋结构的超塑成形过程进行模拟,对成形过程中壁厚减薄、应力分布等行为进行研究,为后续超塑成形/扩散连接试验提供有效指导。最终成功制备了芯板直立筋良好、三角区宽度仅0.9 mm的超薄中空四层结构,其中面板最大减薄率为18.6%,芯板最大减薄率为55.1%,芯板与面板之间扩散连接区域的焊合率为92.1%~98.5%。TA15钛合金板材的原始显微组织晶粒细小破碎且呈等轴状,平均晶粒尺寸小于5μm,经长时间的超塑变形与热暴露后晶粒显著长大。 展开更多

关键词 TA15钛合金 超薄中空四层结构 超塑成形/扩散连接(spf/db) 显微组织 减薄率 应力分布

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TA15钛合金局部减重中空双层结构超塑成形/扩散连接工艺

9

作者 彭鹏 刘太盈 +6 位作者 蒋少松 侯晨睿 张晋源 李阳 杨尚 韩聪 卢振 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期68-74,共7页

在应变速率为0.001 s^(-1)、0.005 s^(-1)、0.01 s^(-1),温度为880℃、900℃、920℃、940℃的条件下对TA15钛合金进行了高温拉伸试验,材料在920℃以上、0.005 s^(-1)以下的延伸率可超过500%,具有优异的超塑性能。计算了TA15钛合金的本... 在应变速率为0.001 s^(-1)、0.005 s^(-1)、0.01 s^(-1),温度为880℃、900℃、920℃、940℃的条件下对TA15钛合金进行了高温拉伸试验,材料在920℃以上、0.005 s^(-1)以下的延伸率可超过500%,具有优异的超塑性能。计算了TA15钛合金的本构方程及在应变速率为0.005 s^(-1)时,不同温度下的应变敏感性指数m值和材料常数K值。通过超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺,采用有限元模拟对双层结构件的壁厚分布进行分析,并获得了气压加载压力–时间曲线。在温度为920℃时,采用预镂空面板制得了局部减重的中空双层结构件,最小壁厚为0.31 mm,采用超声波C扫描对零件的扩散面积进行分析,结果表明,焊合率高于95%。 展开更多

关键词 超塑成形/扩散连接(spf/db) TA15钛合金 双层中空结构 局部减重 超塑性

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超塑成形设备技术现状与发展

10

作者 李保永 周迎涛 +3 位作者 韩维群 秦中环 张铁军 陈海建 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期55-62,共8页

超塑成形技术是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术。超塑成形及超塑成形/扩散连接过程中的工艺参数变量多,参数同步性控制要求高,一般在专用超塑成形设备上进行,可更方便实现坯料温度、工模具温度、变形区... 超塑成形技术是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术。超塑成形及超塑成形/扩散连接过程中的工艺参数变量多,参数同步性控制要求高,一般在专用超塑成形设备上进行,可更方便实现坯料温度、工模具温度、变形区、变形速度、变形应力等关键参数控制。传统超塑成形设备压制单向性、功能集成度不够、自动化程度低等,远不能满足科研生产的需要。因此,本文重点阐述了近年来出现的多向加载、“气–液”耦合控制、自动上下料3种超塑成形设备新功能。随着先进制造技术、信息技术等的集成和深度融合,超塑成形设备将朝着大型化、清洁化、自动化、多能场复合化及专用化等方向进一步发展,并将进一步改善超塑成形技术的生产效率及应用范围。 展开更多

关键词 超塑成形设备 超塑成形/扩散连接(spf/db) 多向压力加载 “气–液”耦合控制 自动上下料

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Ti6Al4V钛合金LBW/SPF/DB夹层结构微观组织研究 被引量：2

11

作者 盖鹏涛 吴为 +1 位作者 王飞 涂刚 《航空制造技术》 2011年第16期126-129,共4页

采用激光焊接/超塑成形/扩散连接(LBW/SPF/DB)组合工艺制作Ti6Al4V钛合金夹层结构试验件,分析超塑成形/扩散连接前后激光焊接区域及母材显微组织的变化。结果表明:超塑性变形过程中,β晶粒取向逐渐向拉伸方向转变,内部细小的片层状组织... 采用激光焊接/超塑成形/扩散连接(LBW/SPF/DB)组合工艺制作Ti6Al4V钛合金夹层结构试验件,分析超塑成形/扩散连接前后激光焊接区域及母材显微组织的变化。结果表明:超塑性变形过程中,β晶粒取向逐渐向拉伸方向转变,内部细小的片层状组织能使焊缝强硬度降低、塑性增加,从而能够承受拉伸过程中的弯曲、拉伸应力的联合作用。超塑成形后Ti6Al4V钛合金母材晶粒仍保持等轴状,其晶粒尺寸明显增大,焊缝中心区针状α相变大、变粗,焊缝中心两侧区域为粗大的魏氏组织,在热影响区内的针状马氏体α′相,形成与初生α相形态相似的短小α条。 展开更多

关键词 TI6AL4V钛合金 夹层结构 LBW/spf/db 激光焊接 超塑成形

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SPF/DB在空心叶片制造中的应用 被引量：2

12

作者 徐先懂 宋述稳 《金属成形工艺》 2002年第6期49-50,56,共3页

主要介绍了超塑性成形和扩散连接 (SPF/DB)技术在夹心结构空心叶片制造方面的应用 ,前、后缘以及局部形状设计要求 ,叶片的厚度分布、金相组织。

关键词 spf/db 空心叶片 夹心结构 超塑性成形 扩散连续 连接率 飞机发动机

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采用新型加压介质的Al-Li合金SPF/DB工艺研究

13

作者 吴为 张凯锋 王国峰 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 1999年第1期39-45,共7页

本文针对目前超塑成形与扩散连接组合工艺（ＳＰＦ／ＤＢ）中普遍存在的模具气路设计复杂、时间—气压曲线难以控制等问题，提出了一种采用新型加压价质进行ＳＰＦ／ＤＢ的新工艺。文中给出了气体发生剂的选取原则，对Ａｌ－Ｌｉ合金在... 本文针对目前超塑成形与扩散连接组合工艺（ＳＰＦ／ＤＢ）中普遍存在的模具气路设计复杂、时间—气压曲线难以控制等问题，提出了一种采用新型加压价质进行ＳＰＦ／ＤＢ的新工艺。文中给出了气体发生剂的选取原则，对Ａｌ－Ｌｉ合金在空气中的扩散连接提出了一整套工艺规范。文中所提出的工艺对Ａｌ－Ｌｉ合金外的其它材料也同样具有实用价值。 展开更多

关键词 加压介质 扩散连接 铝锂合金 超塑成形 spf db

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扩散焊技术的研究进展 被引量：28

14

作者 郭夏阳 林建平 孙博 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第17期15-20,共6页

从扩散焊元素扩散传输规律、影响扩散焊焊接接头性能的因素及新型扩散焊焊接技术等几个方面对国内外研究现状进行了综述,并探讨了扩散焊技术应用的发展趋势。认为开发新材料的扩散焊技术、优化工艺及工艺标准的完善、数值模拟及仿真以... 从扩散焊元素扩散传输规律、影响扩散焊焊接接头性能的因素及新型扩散焊焊接技术等几个方面对国内外研究现状进行了综述,并探讨了扩散焊技术应用的发展趋势。认为开发新材料的扩散焊技术、优化工艺及工艺标准的完善、数值模拟及仿真以及扩散焊质量验收标准的建立和完善等方面是今后的主要研究重点。 展开更多

关键词 扩散焊技术 力学性能 超塑成形/扩散焊接

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宽弦空心风扇转子叶片叶身结构设计参数分析 被引量：8

15

作者 于洋 张力 +1 位作者 战鹏 郝燕平 《航空发动机》 2010年第1期24-26,共3页

对空心叶片模型型腔和加强筋结构设计参数进行了分析;考虑到制造工艺可行性,采用ANSYS有限元软件对空心叶片模型进行了建模及应力分析。分析结果表明,加强筋数量增加,或加强筋与蒙皮厚度比增大,或加强筋扩散连接区域与非连接区域长度比... 对空心叶片模型型腔和加强筋结构设计参数进行了分析;考虑到制造工艺可行性,采用ANSYS有限元软件对空心叶片模型进行了建模及应力分析。分析结果表明,加强筋数量增加,或加强筋与蒙皮厚度比增大,或加强筋扩散连接区域与非连接区域长度比增大,对蒙皮最大应力值影响不大,但对加强筋最大应力值影响较大。 展开更多

关键词 空心风扇叶片 超塑成形/扩散焊(spf/db) FEA 航空发动机

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铝锂合金先进制造技术及其发展趋势 被引量：36

16

作者 孙中刚 郭旋 +3 位作者 刘红兵 鲍鹏里 陈洁 周文龙 《航空制造技术》 北大核心 2012年第5期60-63,共4页

作为航空航天重要的结构材料,铝锂合金受到西方国家的广泛重视,如今第三代铝锂合金已在大型商用客机制造中获得应用并成为未来机型发展的重要趋势。但目前,新型铝锂合金主要依靠国外供应商,不仅成本高,而且得不到钣金、热处理等相关关... 作为航空航天重要的结构材料,铝锂合金受到西方国家的广泛重视,如今第三代铝锂合金已在大型商用客机制造中获得应用并成为未来机型发展的重要趋势。但目前,新型铝锂合金主要依靠国外供应商,不仅成本高,而且得不到钣金、热处理等相关关键技术的支持,因此独立开发和研制新型高强、高损伤容限铝锂合金是我国铝锂合金未来发展的重要方向。 展开更多

关键词 铝锂合金 spf 第三代 铝合金 航空航天 损伤容限 成形方法 外贮箱 中国商飞 合金板材 大型客机 航天飞机 超塑成形/扩散连接 激光焊接技术 旋压技术 先进制造技术 发展趋势

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产品

17

《航空制造技术》 2009年第2期62-63,共2页

厂商:北京航空制造工程研究所代表产品:SY-2D-120B数控双轮旋压机床该型旋压机采用西门子840D数控系统,功能强大,操作界面简洁,具有故障自诊断功能,便于操作者掌握和操作。

关键词 成形机床 代表 厂商 商人 弯曲矫正机 弯管机 用户评价 喷丸成形 扩散焊 扩散连接 超塑成形

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