TC4钛合金管子球头热旋压方法

摘要

本发明提供一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其步骤为：（1）取TC4钛合金管子，车切TC4钛合金管子的两端部；（2）用喷枪对TC4钛合金管子的一端进行加热，温度控制在650℃～850℃；（3）2～4道次热旋成形TC4钛合金管子的一端，使得TC4钛合金管子的端部形成锥角；（4）将TC4钛合金管子的锥形端头铣平；（5）1～2道次热旋成形TC4钛合金管子这端球头；（6）重复步骤（2）至（5）将TC4钛合金管子的另一端球头成形。采用本发明方法TC4钛合金在高温高塑性状态成形不会产生开裂，管子成形质量高，安全性高。

说明书

技术领域

本发明涉及航天或航空塑性成形工艺技术领域，具体涉及一种TC4钛合 金管子球头热旋压方法。

背景技术

运载火箭箱间段为倒锥形结构，采用轻质、高强TC4钛合金材料。该箱 间段主体结构由24根TC4钛合金管子连接在上、下端框上。

目前，如图1所示，TC4钛合金管子球头成形工艺为：空气炉内加热— —冲压成形。此工艺成形的缺点是零件冲压时温度冷却快，塑性明显降低， 造成零件开裂等问题。而TC4材料需要在高温下成形，不适宜采用原工艺成 形，

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用热旋压成形TC4钛合金管子球头的方 法，其能够解决现有恒温及零件开裂问题，满足型号结构强度与轻质化需求。

实现本发明目的的技术方案：一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其 包括如下步骤：

（1）取TC4钛合金管子，车切TC4钛合金管子的两端部；

（2）然后，用喷枪对TC4钛合金管子的一端进行加热，温度控制在650 ℃～850℃，并用红外线测温仪进行温度检测，保证TC4钛合金管子在成形 过程中温度的均匀性；

（3）2～4道次热旋成形步骤（2）所得TC4钛合金管子的一端，使得 TC4钛合金管子的端部形成锥角，每道次变形量为20～40%；该热旋成形采 用缩径旋压工艺，进给速度为130～160mm/min，主轴转速为400～650转/ 分；

（4）将步骤（3）所得的TC4钛合金管子的锥形端头铣平；

（5）1～2道次热旋成形步骤（4）所得TC4钛合金管子这端球头，每道 次变形量为10～30%；该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为110～ 140mm/min，主轴转速为350～500转/分；

（6）重复步骤（2）至（5）将TC4钛合金管子的另一端球头成形。

如上所述的一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其步骤（3）所述的 TC4钛合金管子的端部形成锥角为10～12°，每道次变形量为25～35%。

如上所述的一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其步骤（5）所述的 热旋成形变形量为15～25%。

本发明的效果在于：采用本发明方法，TC4钛合金管子球头热旋压收口 的过程是大径变小径的收料过程，壁厚是增厚的，强度和刚性增大；而且TC4 钛合金在高温高塑性状态成形不会产生开裂，管子成形质量高；成形过程中 无热态零件的人工转移，安全性高。

附图说明

图1为现有热压带飞边的TC4钛合金管子球头；

图2为本发明所述的热旋压TC4钛合金管子球头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种TC4钛合金管子球头热 旋压方法作进一步描述。

实施例1

如图2所示，本发明所述的一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其包 括如下步骤：

（1）取TC4钛合金管子，车切TC4钛合金管子的两端部。

（2）然后，用喷枪对TC4钛合金管子的一端进行加热，为获得较高的 塑性，同时又能得到理想的显微组织，温度控制在750℃，并用红外线测温 仪进行温度检测，保证TC4钛合金管子在成形过程中温度的均匀性。

（3）3道次热旋成形步骤（2）所得的TC4钛合金管子的一端，使得TC4 钛合金管子的端部形成锥角，其中锥角为10°（半锥角为5°），每道次变形 量为30%。该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为140mm/min，主轴转 速为550转/分。本发明中从TC4钛合金管子外形看，其端部直径是变小的， 因此其旋压工艺应采用缩径旋压。缩径旋压是通过旋轮沿加工部位规定的轨 迹往复运动，逐步缩径。通过确定合理旋压道次和变形量，保证了旋压件外 形尺寸及旋压质量。

（4）将步骤（3）所得的TC4钛合金管子的锥形端头铣平。

（5）2道次热旋成形步骤（4）所得TC4钛合金管子这端球头，每道次 变形量为20%；该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为120mm/min，主 轴转速为400转/分。

（6）重复步骤（2）至（5）将TC4钛合金管子的另一端球头成形。

实施例2

如图2所示，本发明所述的一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其包 括如下步骤：

（1）取TC4钛合金管子，车切TC4钛合金管子的两端部。

（2）然后，用喷枪对TC4钛合金管子的一端进行加热，为获得较高的 塑性，同时又能得到理想的显微组织，温度控制在650℃，并用红外线测温 仪进行温度检测，保证TC4钛合金管子在成形过程中温度的均匀性。

（3）4道次热旋成形步骤（2）所得的TC4钛合金管子的一端，使得TC4 钛合金管子的端部形成锥角，其中锥角为10°（半锥角为5°），每道次变形 量为20%。该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为130mm/min，主轴转 速为400转/分。

（4）将步骤（3）所得的TC4钛合金管子的锥形端头铣平。

（5）2道次热旋成形步骤（4）所得TC4钛合金管子这端球头，每道次 变形量为10%；该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为110mm/min，主 轴转速为350转/分。

（6）重复步骤（2）至（5）将TC4钛合金管子的另一端球头成形。

实施例3

如图2所示，本发明所述的一种TC4钛合金管子球头热旋压方法，其包 括如下步骤：

（1）取TC4钛合金管子，车切TC4钛合金管子的两端部。

（2）然后，用喷枪对TC4钛合金管子的一端进行加热，为获得较高的 塑性，同时又能得到理想的显微组织，温度控制在850℃，并用红外线测温 仪进行温度检测，保证TC4钛合金管子在成形过程中温度的均匀性。

（3）2道次热旋成形步骤（2）所得的TC4钛合金管子的一端，使得TC4 钛合金管子的端部形成锥角，其中锥角为12°（半锥角为6°），每道次变形 量为40%。该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为160mm/min，主轴转 速为650转/分。

（4）将步骤（3）所得的TC4钛合金管子的锥形端头铣平。

（5）1道次热旋成形步骤（4）所得TC4钛合金管子这端球头，变形量 为30%；该热旋成形工艺采用缩径旋压，进给速度为140mm/min，主轴转速 为500转/分。

（6）重复步骤（2）至（5）将TC4钛合金管子的另一端球头成形。