本技术涉及热成形技术,旨在解决超塑成形过程中深径比大零件壁厚不均的问题。该一体化成形装置包括非均匀温度场控制,有效实现壁厚均匀性,提升成形质量。
背景技术
超塑成形(Superplastic Forming,SPF)作为一种先进的金属成形技术,在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用,该技术利用某些金属或合金在特定温度和应变速率条件下表现出的极高延展性,实现复杂形状零件的精密成形。随着科技的不断发展,零件形状愈发复杂,超塑成形已成为关键的成形技术之一。
目前,超塑成形技术发展迅速,已广泛应用于航天、运输、制造业及电子产品等领域。然而,对于具有较大深径比的深桶型零件,超塑成形存在壁厚均匀性问题,这一问题严重制约了超塑成形技术的快速发展,因此改善壁厚均匀性显得尤为重要。
在超塑成形过程中,由于应力分布不均,材料在模具中的流动速度可能存在差异,这种差异导致某些区域的材料流动较快,形成较薄的壁厚,而其他区域材料流动较慢,导致壁厚较厚。这一问题在成形复杂形状的零件时尤为明显。要实现壁厚均匀性,模具设计和工艺参数控制至关重要。然而,由于超塑成形过程中材料流动的复杂性,精确预测和控制每个区域的壁厚变得十分困难,此外,模具表面的摩擦、局部应力集中等因素也会影响材料的流动性,从而导致壁厚不均。通常情况下,超塑成形是在低应变速率下进行的,以防止材料在成形过程中断裂或产生缺陷。然而,较长的成形时间可能会引起材料微观结构的变化,进一步影响其流动性和成形效果。这种微观结构变化也可能导致最终零件壁厚的均匀性受到影响。目前,通过温度调节来改善壁厚均匀性的方法尚未广泛讨论,但具有进一步研究的潜力。
实现思路