【作 者】張志超;王煜;王建光;劉斯琪;曹曉;胡藍(lán)

　　【摘 要】提出航天鋁合金深腔零件整體成形方法,開(kāi)展預(yù)制坯優(yōu)化設(shè)計(jì).對(duì)比分析直筒和變徑筒兩種預(yù)制筒坯結(jié)構(gòu)變形規(guī)律,數(shù)值模擬研究了底部圓角對(duì)開(kāi)口球形件液壓成形的影響規(guī)律.以直徑D=450 mm的球形整體零件為驗(yàn)證對(duì)象,進(jìn)行底部圓角r=60 mm的變徑筒形件的液壓成形試驗(yàn)驗(yàn)證.結(jié)果表明:直筒坯液壓成形時(shí),赤道位置發(fā)生破裂;變徑筒坯液壓成形時(shí),當(dāng)脹形壓力為16 MPa即發(fā)生貼模;液壓成形時(shí),筒端口自適應(yīng)補(bǔ)料,所以上半球的壁厚分布均勻;隨著底部圓角越大,筒底部減薄越小,筒壁厚越均勻;當(dāng)?shù)撞繄A角為r=60 mm時(shí),開(kāi)口球殼赤道位置壁厚減薄最嚴(yán)重,減薄率為11.1％,球底部減薄率為9.8％,開(kāi)口球殼上半球壁厚差為0.17 mm,下半球壁厚差為0.43 mm。

　　【結(jié) 論】

　　針對(duì)開(kāi)口球形件液壓成形方法設(shè)計(jì)兩種形狀筒坯，進(jìn)行了不同底部圓角條件下的液壓成形數(shù)值模擬，獲得優(yōu)化的筒坯形狀及尺寸，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，得到主要結(jié)論如下：

　　1）開(kāi)口球形件液壓成形過(guò)程是預(yù)制筒坯各變形區(qū)曲率半徑趨同的過(guò)程。筒底首先變形，隨著筒底曲率半徑的減小，筒壁開(kāi)始發(fā)生變形，緯向曲率半徑增大，經(jīng)向曲率半徑減小，最終成形為曲率半徑均勻的球殼。

　　2）直預(yù)制筒坯液壓成形時(shí)，筒底部的變形量較小，筒壁變形量較大，脹形時(shí)未貼模，筒壁即發(fā)生破裂。變徑預(yù)制筒坯液壓成形時(shí)，筒底部與筒壁的變形量基本一致，脹形壓力為 14 MPa時(shí)，脹形貼模。變徑預(yù)制筒坯脹形時(shí)所需壓力小，且變形量分布更均勻。

　　3）采用變徑筒坯，在筒底部圓角 r=60 mm 條件下，液壓成形開(kāi)口球殼的壁厚分布更均勻，消除液壓成形開(kāi)裂缺陷，球殼最大減薄率為 11.1%，上半球壁厚差為 0.17 mm，下半球壁厚差為 0.43 mm。處理+雙時(shí)效的熱處理制度，不僅充分優(yōu)化 SLM 成 形 Inconel 718 合金的顯微組織，也顯著提高合金的高溫拉伸性能、高溫持久性能和常溫拉伸性能，且均滿足鍛件標(biāo)準(zhǔn)。

　　將 SLM 成形 Inconel 718 合金過(guò)程的數(shù)值模擬、成形過(guò)程與后期熱處理對(duì)組織性能調(diào)控的影響等研究?jī)?nèi)容緊密結(jié)合，才能對(duì)該技術(shù)有更加深入的理解。相關(guān)高校、科研院所可在該領(lǐng)域通力合作，不斷創(chuàng)新，進(jìn)一步推進(jìn)增材制造技術(shù)在航天零部件制造領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展。

　　以下是正文：