電流輔助鈦合金波紋管成形及質量控制.pdf

1、波形膨脹節(jié)具有位移補償、減振降噪和密封的功能,是現代工業(yè)中生產設備和管道的關鍵部件之一,其中波紋管是組成膨脹節(jié)的基本元件。鈦合金由于具有耐蝕、耐熱性能優(yōu)異和比強度高等特點而逐漸被應用于制造波紋管,但鈦合金冷成形性能差,屬于難變形材料,而且回彈嚴重。采用傳統(tǒng)的液壓成形、滾壓成形、旋壓成形等冷成形方法制造波紋管時廢品率高,設備復雜,成本高。超塑成形波紋管屬于熱成形波紋管工藝,采用這種方法成形出的波紋管尺寸精確且不存在殘余應力,但生產周期長,

2、能耗較大。鈦及鈦合金的電阻率高、導熱系數低,所以本課題采用電流輔助的方法成形鈦波紋管,將大電流、低電壓作用于管材,可以在很短的時間將鈦管加熱到成形溫度,降低了能耗,然后再利用氣脹與軸向加載成形鈦波紋管,成形周期短,效率高。
　　本文首先采用注凝成型工藝制備成形波紋管所用石英陶瓷模具。為了制得高固相率、表面質量良好、致密度高的陶瓷模具,實驗著重對比分析了不同成分和制備方法制得的陶瓷模具,確定了料漿熱固化時間為90min,注模振動的時

3、間為25min,料漿真空除氣處理時間為25min,通過料漿注模后適當的補料改善模具表面質量。
　　為了確定成形波紋管的電流參數,在550A、600A、650A和700A四個電流下進行電流輔助脹形實驗,通過對比脹形高度和脹形氣壓大小,確定通電電流650A,電流密度8.09A/mm2作為波紋管成形的電流參數。利用有限元模擬軟件Marc模擬波紋管成形,對比分析不同參數下波紋管貼模充滿和壁厚分布情況,初步確定初波脹形氣壓1.5MPa,初波