介绍了THP56-500A双滑块液压机钛合金高温换模生产线。该生产线由双滑块液压机、模具回收台、模具初装台、保温炉、预热炉和高温模具搬运系统等组成。该生产线避免了人工换模热辐射的影响,提高了制件生产效率,大大节省了生产成本。

本文采用有限元仿真计算与成形实验研究了TA34钛合金U型波纹管液压成形工艺,分析了成形过程中坯料长度、成形内压对波纹管母线弧长、壁厚、回弹的影响。研究结果表明,钛合金波纹管液压成形过程中,随坯料长度与成形内压的增加,母线弧长线性提高,波峰高度逐渐增加,波峰处壁厚下降,波纹管轴向回弹与径向回弹升高;随母线弧长的提高,成形件的轴向回弹与径向回弹线性升高;该工艺可将波纹管成形件的波高与波宽之差控制在5%以内,并通过对工艺参数的优化成功制备了U型TA34钛合金波纹管。

钛合金TC4是一种难加工材料,在切削速度不高时容易形成锯齿形切屑。利用AdvantEdge模拟钛合金TC4切屑的形成过程,研究切削速度对切屑形貌和剪切带的影响。仿真结果表明随着切削速度的增加,切削力先快速增加,而后平稳在一定水平上,随着速度的增加又快速变大。产生的切屑均为锯齿状切屑,随着速度的增加,锯齿形切屑的锯齿化程度增加,锯齿化频率也增加。剪切带的宽度、温度、应变率、滑移速度随切削速度的增加而非线性增加,剪切带内的应力随速度的增加先减少再变大。

钛合金热冲压成形件越来越多地用来制造汽车零部件、航空航天器材等,但高温冲压成形下模具钢与钛合金之间的摩擦润滑问题仍困扰着工程师。以石墨、氮化硼粉末为固体润滑剂,在700℃高温下对钛合金TC4进行了冲压成形实验,结合干摩擦和润滑条件下的成形件表面宏微观形貌的对比分析,对热冲压界面粉末润滑机制进行了研究。结果表明使用这两种润滑剂均可以效地提高TC4合金成形件表面质量,冲压实验后润滑剂在钛合金试件表面呈现离散或均匀分布;六方氮化硼润滑下成形件表面粗糙度最小,相对平整光滑,其高温润滑性能比石墨更好;粉末润滑层受到模具的挤压产生滑移,润滑膜呈现延展的状态,更好地保护成形件表面。

在钛合金主吊挂支架的铣削过程中,采用Production Module 3D软件对数控程序、材料、刀具及工件的综合分析,得到了在整个数控程序下的温度峰值、进给力、切削力及材料去除率等数据。然后采用完善数控程序中的吃刀量、切削速度及进给量来使加工过程中温度、切削力等符合要求,使负载平衡,降低振动。最终刀具的使用寿命提高20%,加工周期降低22%。

根据正交实验的数据,利用Regress函数得出了刀具前角、刀具后角和切削速度对切削力和切削温度的回归函数,然后通过多目标遗传优化计算,将切削力和切削温度的回归函数作为主要优化目标,将材料去除率和切削功率的优化作为辅助目标进行优化计算,得到最优工艺参数,最后通过切削力和温度场的工艺试验验证优化结果。

以典型项目钛合金硬密封球阀为例,介绍了PTA用钛合金硬密封球阀的技术现状、设计标准等。对密封结构进行设计,并计算所需密封力。结合理论计算进行有限元分析,对钛合金硬密封球阀的阀座密封结构和密封比压进行设计与分析研究。

为了改善钛合金零部件的表面质量,降低其表面粗糙度,基于电解-磁力研磨复合加工工艺,选用烧结法制备的Al_2O_3系球形磁性磨料,对钛合金样件进行表面光整加工。采用响应面法获得了工件表面粗糙度关于电解电压、主轴转速及进给速度的2阶响应曲面函数及显著影响工件表面粗糙度的关键因素。实验结果表明,优化的电解-磁力研磨参数如下：主轴转速1000 r/min,电解电压15 V,进给速度2.5 mm/s。在优化的工艺参数下对钛合金样件电解-磁力研磨10 min,样件的表面粗糙度由原始的1.7μm下降到0.13μm,表面微裂纹和微观形貌得到明显改善,提高了零件的寿命。

根据钛合金密度小、强度高,耐腐蚀等特点,分析了钛合金在舰船装备中应用的前景,并给出了某武器装备中用钛合金代替不锈钢的应用实例。

对常用钛及钛合金进行了综述，重点介绍了国内外钛合金阀门应用现状及部件选材，分析了钛阀应用中应注意的部分问题，并指出我国今后钛阀门的主要应用领域和发展前景。