CN101327506A - TiAl基合金板材电致增塑成形的方法 - Google Patents
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Abstract
TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，它涉及TiAl基合金板材成形的方法。它解决现有技术中改善TiAl基合金板材塑性成形的方法存在工艺复杂、成本高、周期长以及不能在促进位错的开动、滑移和治愈变形损伤两个方面同时提高TiAl基合金板材塑性的问题。方法：装配模具，然后向TiAl基合金板材施加压力，并通入1～100个脉冲电流，TiAl基合金板材形成所需形状后，再通入1～10个脉冲电流，即完成TiAl基合金板材电致增塑成形。本发明工艺简单、成本低、周期短，且在促进位错的开动、滑移和治愈变形损伤两个方面同时提高TiAl基合金板材塑性。
Description
技术领域
本发明涉及TiAl基合金板材成形的方法。
背景技术
TiAl基合金具有高熔点、低密度、高弹性模量、良好的结构稳定性及优良的抗氧化性和抗腐蚀性，被认为是新一代高性能的高温结构材料，在汽车和航空、航天等领域具有广泛的应用前景。但由于TiAl基合金室温脆性，其室温和中低温塑性变形能力差，给常温下加工制造带来较大的难度，成为其作为工程结构材料应用的一个主要障碍。
目前，改善TiAl基合金板材塑性成形的方法有采用合金化法，但是不能在促进位错的开动、滑移和治愈变形损伤两个方面同时提高TiAl基合金板材塑性；有采用纤维韧化法，但是治愈变形损伤能力差；还有采用显微组织控制法，但是工艺复杂、成本高、周期长。
发明内容
本发明目的是为了解决现有技术中改善TiAl基合金板材塑性成形的方法存在工艺复杂、成本高、周期长以及不能在促进位错的开动、滑移和治愈变形损伤两个方面同时提高TiAl基合金板材塑性的问题，而提供TiAl基合金板材电致增塑成形的方法。
TiAl基合金板材电致增塑成形的方法按以下步骤实现：一、将凹模固定在工作台上，并将绝缘垫片、导电电极依次放置在凹模上；二、将TiAl基合金板材放在导电电极上，TiAl基合金板材上再覆盖一个绝缘垫片，并用压边圈将绝缘垫片和TiAl基合金板材压紧，闭合模具型腔；三、通过凸模及包覆在凸模上的绝缘衬套向TiAl基合金板材施加压力，并通入1～100个脉冲电流，TiAl基合金板材形成所需形状后，凸模停止运动，再通入1～10个脉冲电流，凸模退出凹模，即完成TiAl基合金板材电致增塑成形；其中步骤三中脉冲电流最大电流密度为1.0×109～10.0×109A/m2，电流周期为50～1000μs。
本发明中电流脉冲所产生的电子风，能够向金属的位错施加一个作用力，降低势垒，促进位错的滑移和开动，减少位错的缠结，从而促进塑性的提高；通过脉冲电流的选择性效应，治愈材料的显微组织缺陷，降低材料内部的损伤，从而提高金属的极限塑性变形；局部区域的热释放还会引起局部的再结晶，因此可以恢复和提高材料的塑性；脉冲电流处理时间有非常短，新的晶粒没有足够的时间张大，从而可以形成细小的晶粒，因此，应用脉冲电流可以通过相变或再结晶细TiAl基合金的晶粒，从而提高其塑性。本发明TiAl基合金板材电致增塑成形方法减免中间退火，避免了氧化和吸气，成形过程是在室温条件下进行的，不需要加热和气体保护装置，工艺简单、成本低、周期短，且在促进位错的开动、滑移和治愈变形损伤两个方面同时提高TiAl基合金板材塑性。
附图说明
图1是本发明TiAl基合金板材电致增塑成形的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1，本实施方式TiAl基合金板材电致增塑成形的方法按以下步骤实现：一、将凹模7固定在工作台8上，并将绝缘垫片6、导电电极5依次放置在凹模7上；二、将TiAl基合金板材9放在导电电极5上，TiAl基合金板材9上再覆盖一个绝缘垫片4，并用压边圈3将绝缘垫片4和TiAl基合金板材9压紧，闭合模具型腔；三、通过凸模1及包覆在凸模1上的绝缘衬套2向TiAl基合金板材9施加压力，并通入1～100个脉冲电流，TiAl基合金板材9形成所需形状后，凸模1停止运动，再通入1～10个脉冲电流，凸模1退出凹模7，即完成TiAl基合金板材电致增塑成形；其中步骤三中脉冲电流最大电流密度为1.0×109～10.0×109A/m2，电流周期为50～1000μs。
具体实施方式二：参见图1，本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤二中TiAl基合金板材9中Al含量为45at％～51at％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：参见图1，本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤二中TiAl基合金板材9中Al含量为48at％。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：参见图1，本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤二中TiAl基合金板材9的厚度为0.5～2.0mm。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤三中脉冲电流最大电流密度为5.0×109A/m2，电流周期均为500μs。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
Claims (5)
1、TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，其特征在于TiAl基合金板材电致增塑成形的方法按以下步骤实现：一、将凹模(7)固定在工作台(8)上，并将绝缘垫片(6)、导电电极(5)依次放置在凹模(7)上；二、将TiAl基合金板材(9)放在导电电极(5)上，TiAl基合金板材(9)上再覆盖一个绝缘垫片(4)，并用压边圈(3)将绝缘垫片(4)和TiAl基合金板材(9)压紧，闭合模具型腔；三、通过凸模(1)及包覆在凸模(1)上的绝缘衬套(2)向TiAl基合金板材(9)施加压力，并通入1～100个脉冲电流，TiAl基合金板材(9)形成所需形状后，凸模(1)停止运动，再通入1～10个脉冲电流，凸模(1)退出凹模(7)，即完成TiAl基合金板材电致增塑成形；其中步骤三中脉冲电流最大电流密度为1.0×109～10.0×109A/m2，电流周期为50～1000μs。
2、根据权利要求1所述的TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，其特征在于步骤二中TiAl基合金板材(9)中Al含量为45at％～51at％。
3、根据权利要求1所述的TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，其特征在于步骤二中TiAl基合金板材(9)中Al含量为48at％。
4、根据权利要求1所述的TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，其特征在于步骤二中TiAl基合金板材(9)的厚度为0.5～2.0mm。
5、根据权利要求1所述的TiAl基合金板材电致增塑成形的方法，其特征在于步骤三中脉冲电流最大电流密度为5.0×109A/m2，电流周期为500μs。
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