通过对国内外半球形锻件成形技术钻研，，利用公司现有设备(3 150t水压机)．选取热模锻+热冲压的工艺路线成功的出产出TC4半球形锻件(图1)。但由于TC4钛合金压力加工机能差。并且该钛锻件最终成形是在水压机上实现，，并非专用的模锻机。这就造成在试制过程中存在出产能力小、锻件外形尺寸合格率偏低、制品率不高档问题。

1、TC4半球钛体锻件存在的重要缺点

通过对出产的半球形锻件进行缺点整顿。重要可综合为以下5种缺点：：：

(1)靠翻边处内径尺寸r偏大(见图2)，，造成用户机加后留有黑皮：：：

(2)靠翻边处外球面易出现较深裂纹；；；

(3)外理论出现微裂纹；；；

(4)成形后半球体出现偏斜；；；

(5)半球体在靠近气嘴处拉裂，，甚至出现整体掉底景象。

2、TC4半球锻件出产工艺的改进

2.1 改进模具结构。利于金属流动

选取水压机出产锻件存在导向差的弊端。虽在设计模具时增长了导套以增长导向精度(见图3)，，但思考到模具热胀冷缩,以及上、下模易于导入等成分的影响，，导套单边仍留了肯定间隙。

这就使出产时由于无法精确导向而可能造成坯料在成形时部门已与下模(原下模结构为凭据锻件尺寸设计的半球形实体)接触，，而上模持续向下拉深的景象(见图4)。由于坯料与模具接触面积大，，摩擦力大，，以上景象一旦产生，，仅靠半球形锻件成形过程自身不能实现找正，，这就势必导致成形后的半球形锻件出现靠翻边处出现较深裂纹或锻件在偏斜景象。

半球形锻件的最后成型过程能够看作是厚板拉深，，据有关资料介绍。选取厚板拉深的此类半球形锻件能够选取悬空法拉深成形。此类成形模具结构较原成形模具结构在成形过程中更有利于金属的流动。同时由于成形过程中模具与坯料接触面积小，，当高低模并未对正时，，靠半球形锻件成形过程自我找正也可使模具找正。针对锻件存在的缺点，，扭转了原下模结构，，设计为悬空结构(见图5)。

2.2 调整上模成形尺寸。提高半球形锻件外形尺寸凭据参考资料【1】，，上模直线段长度可按以下公式推算：：：

h=h₁+h₂，，

其中：：：h为上模直线段长度；；；h₁修边余量，，通常取(1～2)t；；；t为坯料厚度；；；h₂附加保险余量，，通常为50～100mm。

思考到该资料合用的资猜中并无TC4钛合金，，别的结合原设计模具的经验及出产现实情况，，原上模直线段长度并不能赔偿锻件在随后的热处置及冷却过程的回弹造成的靠翻边处内径尺寸偏大景象。而齐全照搬资料。将直线段增长将近100mm左右。必然增长半球成形前坯料的直径。这就势必降低产品的制品率，，同时随着坯料直径的增长。如不扭转成形前坯料壁厚，，必然扭转成形不变性(凭据参考资料【1】，，成形前坯料的壁厚／直径比值数值越。尚吻故鹊哪芰υ讲，，越容易起皱)凭据以往的出产现实情况，，并进行几次试验。最终确定了上模的直线段长度，，赔偿了锻件在随后的冷却过程及热处置的回弹造成的靠翻边处内径尺寸偏大，，确保了锻件尺寸不会由于回弹而造成超差。

2.3 选择相宜涂层，，改善成形光滑前提。

对半球成形前涂层的选择及涂刷步骤进行了屡次试验，，曾试过A5玻璃粉、A5与M1混合使用等涂层(A5及Ml为涂层编号)，，最终选择我国自行研制的900～l 000℃使用的冲压用玻璃涂层，，并且总结出了可行、有效的涂刷步骤，，改善了成形过程的光滑前提，，更有利于成形过程金属的流动。同时使用了这种玻璃光滑剂，，使最后成形时从出炉到成形结束整个过程温降有所削减，，从而使整个变形过程越发均匀，，削减了成形后锻件理论出现裂纹的情况。

3、实现语

对TC4半球形锻件成形工艺改进后，，已累计出产该锻件近千件，，产品铸造合格率达到95％以上，，实现了工业化出产。经过改进的成形工艺为中小型设备批量出产该类锻件提供了新的步骤。

参 考文件

【1】锻压手册，，中国机械工程学会塑性工程学会，，机械工业出版社，，1993，，2．