鈦合金旋壓技術在國內航天領域的應用及發(fā)展①

張 成，楊海成，韓 冬，王曉君，莫 蓉，陸小蕊，龔軍善

(1.西北工業(yè)大學現(xiàn)代設計與基礎制造技術教育部重點實驗室，西安 710072;2.西安航天動力機械廠，西安 710025;3.中國航天科技集團公司四院，西安 710025)

0 引言

鈦及鈦合金作為一種戰(zhàn)略資源金屬，具有比強度高、使用溫度范圍寬(－269～600℃)、抗蝕性、無磁性、低阻尼和高低溫性能好等特性，在航空航天、船舶、化工、醫(yī)療工程等領域被廣泛應用［1］。目前，國內鈦合金有近70種，列入國標的鈦及鈦合金近50種［2］。在室溫下，鈦合金的比拉伸強度為高強度結構鋼的1.26倍，高強度鋁合金的1.38倍。在400～500℃內，鈦合金比持久強度、比蠕變強度和比疲勞強度均明顯優(yōu)于耐熱不銹鋼［3］。同時，鈦合金為難加工材料，切削加工性差，加工效率低，刀具磨損大。正因鈦及鈦合金的加工成本高等因素，開發(fā)應用相對較緩慢［4］。因此，發(fā)展先進塑性成形技術，提高塑性成形產品的精度和質量，對鈦合金推廣和應用具有重要意義。

金屬旋壓成形技術是近代金屬壓力加工中產生的先進成形技術之一，是綜合了鍛造、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)壓、橫軋和滾壓等工藝特點的少無切削加工的先進工藝［5－9］。旋壓被認為是加工鈦合金、高溫合金空心回轉體零件最有效的方法，并得到了廣泛應用［10－23］。

隨著國內航天事業(yè)的不斷發(fā)展，鈦金屬在航天領域的應用空間不斷拓展，所需鈦合金的旋壓零部件也不斷擴展，如太空調整姿態(tài)使用的鈦合金氣瓶、火箭發(fā)動機殼體及噴管、發(fā)動機儲箱、空間飛行器上的球形及環(huán)形貯氣罐、著地探測用月球車等零部件。……