專利名稱：外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具。
背景技術(shù)：
超塑性合金是指那些具有超塑性的金屬材料，包括鋁、鎂、鈦、碳鋼、不 銹鋼和高溫合金等。到目前為止，人們至少發(fā)現(xiàn)了 170多種超塑性合金。目前 此類合金板料的超塑氣脹成形技術(shù)是一個比較新穎而尚未成熟的技術(shù)，具有性 能好、精度高、工序簡單、操作方便等優(yōu)點。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時節(jié)約了能 源和設(shè)備。但實現(xiàn)超塑性的主要條件是一定的變形溫度和低的應(yīng)變速率，由于 超塑性合金成形溫度都較高，需借助于專用設(shè)備才能成形。體積龐大造價昂貴 的設(shè)備限制了人們對超塑合金板材超塑氣脹成形的實驗研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，采用外置 加熱爐對合金板和模具進行加熱，小巧輕便，靈活安全。 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)
外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，其組成包括外置加熱爐，所述的 外置加熱爐套在模具上，所述的模具包括具有倒角和壓邊凹槽且型腔可變的成 形模具，所述的成形模具連接蓋板，所述的蓋板連接厚度可變的上墊塊，所述 的上墊塊具有圓柱孔，所述的圓柱孔內(nèi)有熱電偶插入蓋板內(nèi)，所述的成形模具 倒角端連接被加熱合金板，所述的被加熱合金板連接座板，所述的座板具有脹 形孔，所述的脹形孔連接進氣管，所述的座板連接具有中空結(jié)構(gòu)的下墊塊。
所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，所述的外置加熱爐具有外層 保護殼，所述的外層保護殼內(nèi)襯陶瓷襯體，所述的陶瓷襯體的凹槽內(nèi)固定有電
阻絲，所述的模具與加熱爐的上下方分別連接石棉絕熱層，所述的成形模具下 端具有增強壓邊和密封效果的凹槽。
一種使用所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具進行加工的方法，將 壓力機壓頭壓緊上墊塊并接通所述的加熱爐電源，加熱至300-32(TC,保溫10-2C分鐘，將進氣管連接到氮氣瓶上，然后打開氮氣瓶閥門，同時調(diào)整初始氣體壓
力為O.lMpa，.按規(guī)定加壓曲線規(guī)律進行加壓，氣體壓力逐漸升高至lMpa,試樣無破壞則保壓10分鐘，最后取出試樣。本發(fā)明的有益效果
1. 本發(fā)明采用外置加熱爐對鎂合金板和模具進行加熱，成形模具上的凹槽可以增加模具對合金板的壓邊效果和密封效果。同時采用硅酸鹽石棉隔熱材料鋪蓋在加熱爐上下，保證了加熱的效率。模具的上端裝有熱電偶，以便在實驗過程中對溫度進行監(jiān)控，下墊塊的中空結(jié)構(gòu)可以在成形期間增加模具與合金板和座板間的力作用，上墊塊主要的作用是為了避免壓力機壓頭被加熱，可以隨模具的大小和結(jié)構(gòu)而改變，加熱爐分為外層保護殼、內(nèi)層陶瓷襯體和電阻絲，外層保護材料可以保護內(nèi)層陶瓷襯體并固定導線，同時也起到一定的隔熱作用。
2. 模具小巧輕便，成本低，靈活性高，方便安全。
3. 加熱效率高，加熱范圍大，可廣泛用于各種超塑合金板材。
4. 模具結(jié)構(gòu)簡單，模具的形狀可據(jù)實際需要進行調(diào)整，達到成形工件、脹形實驗以及材料性能測試等多重功效。
5. 可操作性強，配以溫控設(shè)備和壓力控制設(shè)備可以實現(xiàn)復雜的溫控需求和成形加壓需求。


附圖l是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中箭頭所示為壓力機壓頭方向。
附圖2是在成形模具端面處剖開的剖面圖。
具體實施例方式
實施例1:
外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，其組成包括外置加熱爐l，所述的外置加熱爐套在模具2上，所述的模具包括具有倒角和壓邊凹槽且型腔可變的成形模具3，所述的成形模具連接蓋板4，所述的蓋板連接厚度可變的上墊塊5，所述的上墊塊具有圓柱孔6，所述的圓柱孔內(nèi)有熱電偶7插入蓋板內(nèi)，所述的成形模具倒角端連接被加熱合金板，所述的被加熱合金板連接座板8，所述的座板具有脹形孔9，所述的脹形孔連接進氣管10，所述的座板連接具有中空結(jié)構(gòu)的下墊塊11。
所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，所述的外置加熱爐具有外層
保護殼12，所述的外層保護殼內(nèi)襯陶瓷襯體13，所述的陶瓷襯體的凹槽內(nèi)固定 有電阻絲14，所述的模具與加熱爐的上下方分別連接石棉絕熱層15，所述的成 形模具下端具有增強壓邊和密封效果的凹槽16。
一種使用所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具進行加工的方法，將 壓力機壓頭壓緊上墊塊并接通所述的加熱爐電源，加熱至300-320°C，保溫10-20 分鐘，將進氣管連接到氮氣瓶上，然后打開氮氣瓶閥門，同時調(diào)整初始氣體壓 力為0.1Mpa，按規(guī)定加壓曲線規(guī)律進行加壓，氣體壓力逐漸升高至1Mpa，試 樣無破壞則保壓10分鐘，最后取出試樣。
斷開電源，并閉氣瓶閥門，取出熱電偶，提升壓力機壓頭并取出加熱爐使 模具冷卻，然后取出成形件。
脹形用氣體為氮氣或惰性氣體，用氣瓶盛裝，氣瓶帶有氣壓計和安全閥。
權(quán)利要求
1. 一種外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，其組成包括外置加熱爐，其特征是所述的外置加熱爐套在模具上，所述的模具包括具有倒角和壓邊凹槽且型腔可變的成形模具，所述的成形模具連接蓋板，所述的蓋板連接厚度可變的上墊塊，所述的上墊塊具有圓柱孔，所述的圓柱孔內(nèi)有熱電偶插入蓋板內(nèi)，所述的成形模具倒角端連接被加熱合金板，所述的被加熱合金板連接座板，所述的座板具有脹形孔，所述的脹形孔連接進氣管，所述的座板連接具有中空結(jié)構(gòu)的下墊塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具,其特征是: 所述的外置加熱爐具有外層保護殼，所述的外層保護殼內(nèi)襯陶瓷襯體，所述的 陶瓷襯體的凹槽內(nèi)固定有電阻絲，所述的模具與加熱爐的上下方分別連接石棉 絕熱層，所述的成形模具下端具有增強壓邊和密封效果的凹槽。
3. —種使用所述的外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具進行加工的方法， 其特征是將壓力機壓頭壓緊上墊塊并接通所述的加熱爐電源，加熱至300-32C'C，保溫10-20分鐘，將進氣管連接到氮氣瓶上，然后打開氮氣瓶閥門，同時 調(diào)整初始氣體壓力為O.lMpa，按規(guī)定加壓曲線規(guī)律進行加壓，氣體壓力逐漸升 高至lMpa，試樣無破壞則保壓10分鐘，最后取出試樣。
全文摘要
外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，目前所使用的體積龐大造價昂貴的設(shè)備限制了人們對超塑合金板材超塑氣脹成形的實驗研究。外加熱式合金薄板超塑氣脹成形模具，其組成包括外置加熱爐(1)，外置加熱爐套在模具(2)上，模具包括具有倒角和壓邊凹槽且型腔可變的成形模具(3)，成形模具連接蓋板(4)，蓋板連接厚度可變的上墊塊(5)，上墊塊具有圓柱孔(6)，圓柱孔內(nèi)有熱電偶(7)插入蓋板內(nèi)，成形模具倒角端連接被加熱合金板，被加熱合金板連接座板(8)，座板具有脹形孔(9)，脹形孔連接進氣管(10)，座板連接具有中空結(jié)構(gòu)的下墊塊(11)。本產(chǎn)品用于超塑合金薄板的氣脹成形。
文檔編號B21D37/16GK101468374SQ20071014499
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日
發(fā)明者于彥東, 陳昌平 申請人:哈爾濱理工大學