塑性工程学报：钛合金TC4室温下电磁胀形的工艺分析
2022-12-24【作 者】周海洋;莫健华;李建军;李奋强;黄亮;李娜;邱立
随着社会发展对节能减排以及对安全要求的不断提高，迫切要求汽车、航空等交通运输工具实现轻量化。轻量化的两个主要途径分别为采用轻质材料和轻质结构。其中，典型轻质材料有铝、镁、钛及其合金。与普通碳素钢相比，这些材料在室温下的成形性能较差。目前，解决轻质材料难成形问题的主要方法是采用超塑性成形、温热成形及中间热处理工艺。但是，采用超塑性成形对材料本身要求高，同时工作效率低；采用温热成形工艺对成形过程中的润滑剂要求高；而采用多工步，在工步之间增加热处理工步明显增加了加工成本［１］。为此，迫切需要一种新的成形方法以解决这些成形难题。
已有文献表明，电磁成形工艺具有成形速度高、单模具、成形设备简单、易与其他工艺结合等优点。同时，由于电磁成形速度高，可以提高室温下难成形材料的成形性能，抑制起皱，减少回弹。因此，电磁成形工艺是一种极具应用前景的成形工艺［２－３］。采用电磁成形工艺加工钛合金可以充分利用电磁成形高速变形的特点，解决由于钛合金ＴＣ４是 α＋β双相合金，且室温下以密排六方 （ＨＣＰ）的α相为主，滑移系少，难成形的问题，是一种非常有意义的技术尝试。
本文采用实验与数值仿真相结合的方法对０．８ｍｍ 厚Ｔ３紫铜驱动板作用下的钛合金 ＴＣ４电磁自由胀形进行研究，将数值预测的结果与实验进行对比验证；同时，分析其变形过程，获得驱动片上的电磁力分布，工件上应变率、变形速度的分布，驱动片与工件之间冲击力随时间的变化，为钛合金电磁成形工艺设计提供指导。
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