旋压技术在难变形材料中的应用

随着航空航天事业的高速发展，对钛合金、高温合金等其他难变形材料强力旋压的需求逐渐增多。但是，钛合金常温塑性较差，变形抗力很大，在室温条件下进行强旋加工较为困难，国内曾对TC4、Ti-15-3等材料进行过冷强力旋压试验研究，但由于TC4室温下的低塑性及各工艺参数的综合影响，试件均存在开裂或其他严重缺陷。

高温合金又称耐热合金，是20世纪40年代发展起来的一种新型航空航天金属材料，主要用于发动机的热端部件。高温合金可在900℃的氧化和燃气腐蚀条件下承受复杂应力，长期可靠地工作。

高温合金一般都具有高的塑性和令人满意的强度，并有优良的抗氧化性。强力旋压成形工艺使高温合金组织细化均匀，综合机械性能更稳定，又可达到无母线焊缝的技术要求。现在，采用高温合金的薄壁回转体零件越来越多。

采用热旋压成形高温合金材料，可以克服高温合金常温下的变形抗力巨大、零件的回弹严重、材料加工硬化严重等问题。

目前飞机发动机和航天飞行器中有很多钛合金及高温合金筒形件、锥形件及其他异形件是用卷筒焊接的方法成形的。例如，某飞行器部件用厚度为1.2mm的TC1板材卷焊成形。如果采用TC4旋压成形，有以下优势：首先，用TC4代替TC1，可使工件获得更高的强度和更好的耐热性能，同时，强度的增加可以使零件厚度减小，达到减重的目的；其次，用强力旋压工艺代替卷焊成形，避免了母线焊缝带来的缺陷，也使材料晶粒细化、强度提高，从而可以进一步达到减小壁厚、减轻重量的目的。

目前，在一些航天飞行器中，为了满足降低重量和超音速飞行对本体耐热性的要求，已经开始考虑用钛合金及高温合金的旋压件来取代原来的铝合金及高强度钢旋压件。

航空航天技术的发展，对钛合金及高温合金薄壁回转体零件的需求越来越迫切；钛合金及高温合金强力旋压技术的研究对我国航空航天技术的发展具有很大的推动作用。(www.xing528.com)

高温合金旋压坯料制备根据机加工、拉深、锻造、环轧或旋压预制坯等制坯工艺的特点，针对具体的材料选择最佳的坯料制备技术，尽量节省材料。

高温合金大都是固溶强化镍基抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等的热强性，适宜制造在900℃以下长期工作的零部件。但该材料常温下的变形抗力较大，零件回弹严重，为此，在强力旋压时应注意以下几点：

1）根据高温合金的组织性能特点，通过对坯料进行恰当的退火工序，得到适合旋压的坯料。

2）结合工艺试验和计算机数值模拟技术及理论分析，优化旋压工艺流程和工艺参数。

3）分析成品零件的组织性能，总结高温合金的旋压成形工艺参数与成品零件的几何形状和组织性能之间的规律。

4）将冷旋、热旋和热处理相结合，探索高温合金薄壁回转体零件的强力旋压成形特性。