金屬材料熱變形的目的是降低材料的變形抗力糟红，提高塑性员魏，有利于成形過程的穩(wěn)定進行怒忧。傳統(tǒng)的熱變形方法通常是將坯料從加熱爐內(nèi)移至冷哪么洌或預熱的模具中進行。在多數(shù)情況下村围，熱變形時的模具預熱溫度遠低于坯料溫度允合，在成形過程中，由于坯料與模具之間的溫差較大缅煎，會使坯料溫度急劇降低泌盒，導致材料變形抗力增加，塑性降低督注。尤其是對于小型零件或表面積與體積比很大的的帶窄肋筛密，薄腹板的零件，薄壁處溫度的降低是非撤椅快的鸭乱。

在成形過程中，坯料溫度的降低會引起材料塑性流動能力降低奶膘，變形抗力提高橱奶，不僅使設備功率增加，增加成本慈俯，降低模具的使用壽命渤刃，而且由于材料變形溫度的降低，會在坯料中產(chǎn)生不均勻的溫度場，形成難變形區(qū)或局部變形區(qū)溪掀，從而引起材料組織與性能的不均勻事镣。雖然通過將坯料加熱到實際變形溫度以上，或經(jīng)過多火次成形揪胃，可以適當解決坯料在變形過程中溫度降低的問題璃哟，但是，這樣不僅浪費能源喊递，增加坯料的加熱時間随闪，引起金屬組織粗大，塑性和強度降低骚勘，并且由于零件表面氧化層铐伴，脫碳層或其它缺陷層加厚，需要加大加工余量俏讹，從而使材料利用率降低当宴，增加了機械加工的工時，以及零件的制造成本幸园。這一點對于有色金屬材料表現(xiàn)得更為突出栓授。

等溫成形的工藝實質(zhì)

等溫成形是一種新興工藝，它與常規(guī)成形的主要不同點在于谐绽，等溫成形是把模具的溫度控制在和毛坯加熱溫度大致相同的范圍內(nèi)死发，使毛坯在溫度基本不變的條件下完成成形的全過程。

這種工藝由于減少或消除了模具激冷和材料應變硬化的影響绑僵，不僅變形抗力很小谴眶，而且有助于簡化成形過程，以及可能生產(chǎn)出滿足復雜零件要求的精密鍛件池致。因此宰蘸，等溫成形具有材料利用率高，機械加工費用少剥犯，適用范圍廣等突出的優(yōu)越性枯瞒。

隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展，將更多地使用鈦合金固弥。但是由于鈦合金的鍛造溫度范圍窄吻育，變形抗力大，用常規(guī)的成形方法成形很困難淤井。鈦合金的流動應力隨著變形溫度的降低或變形速度的增加而迅速增大布疼，因此，等溫成形是最適用的币狠。

等溫成形工藝的特點

等溫成形由于克服了常規(guī)熱變形過程中坯料溫度變化的問題游两，因此具有如下一些特點：

降低材料的變形抗力

在等溫成形過程時砾层，由于坯料與模具的溫度基本一致，因此坯料的變形溫度不會降低贱案，在變形速度較低的情況下肛炮，材料軟化過程進行得比較充分，使材料的變形抗力降低宝踪。此外侨糟，也可以使用具有一系列優(yōu)良的工藝和使用性能的玻璃潤滑劑，進一步降低變形抗力瘩燥，可選用占用空間小秕重，節(jié)約能源的低功率設備。

提高材料的塑性流動能力

等溫成形的突出特點之一是可提高材料的塑性流動能力露揽。由于等溫成形時坯料溫度不會降低专运，而且變形速度是比較低的，從而延長了材料的變形時間屏部，可使材料的軟化過程充分進行壮畏，提高材料的塑性流動能力，并使缺陷得到愈合藐捉。這就使形狀復雜季佣，具有窄肋，薄腹零件的成形成為可能驮屑，也為成形低塑性的難變形材料提供了有效的手段。

成形尺寸精度高手财、表面質(zhì)量好论稠、組織均勻、性能優(yōu)良

等溫成形時徐扯，由于坯料變形溫度基本保持恒定经融，可以使材料在較低的變形溫度下進行成形加工，而且可以采用一火次成形苫馏。等溫成形時的坯料加熱溫度比常規(guī)熱變形低 100～400℃雏节，加熱時間縮短2/3～1/2，從而減少了氧化高职，脫碳等缺陷钩乍，提高了制品的表面質(zhì)量。由于坯料內(nèi)溫度分布比較均勻怔锌，在良好的潤滑條件下 可使坯料的變形均勻寥粹，因而產(chǎn)品組織比較均勻，可以得到最佳的使用性能埃元。此外涝涤，由于材料變形抗力低，變形溫度波動小，從而減少了模具的彈性變形阔拳，有利于制品幾何尺寸的穩(wěn)定與控制崭孤。當采用較低的變形速度進行成形時，由于材料的軟化過程比較充分糊肠，故使成形件的內(nèi)部殘留應力小辨宠，從而使成形件在冷卻以及熱處理過程中變形減小，提高了制品的尺寸精度诵执。

模具使用壽命長

雖然等溫成形熟央，尤其是等溫成形時所用模具材料及加工費用較高，加工精度的要求也較高唾囚，但是在等溫成形過程中冗宠，由于模具是在準靜載荷，低壓力君哮，無交變熱應力條件下進行工作的抄蔬，并且可以使用一系列具有優(yōu)良的工藝和使用性能的潤滑劑，因此模具的使用壽命比常規(guī)熱變形模具高焊槐。等溫成形零件通常采用一道工序進行成形音共，只需要一套模具，而常規(guī)熱變形一般需要多道工序斗液，需要多套模具宗恩。 因此，總體來說彰晌，采用等溫成形可提高模具使用壽命领姨，降低模具成本。

材料利用率高

等溫成形可以通過減少加工余量张弛，提高產(chǎn)品尺寸精度來減少金屬消耗荒典。例如，生產(chǎn)同一渦輪發(fā)動機零件吞鸭，等溫成形所用的原料只有常規(guī)熱模鍛的1/3左右寺董。

螺旋槳零件的工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設計

螺旋槳鍛件的工藝分析

螺旋槳鍛件是艦艇推進器的關鍵零件，不僅要有高的力學性能刻剥，而且外形復雜遮咖，主軸上的6個槳葉在徑向上呈發(fā)射形，且扭成傾斜角度 50℃造虏，從葉根部分厚度 4 mm逐漸減薄到葉頂部分厚度 1盯滚。5 mm。這樣的零件形狀除了采用高速錘成形方法之外酗电，還可采用等溫成形魄藕。前者需要高速錘設備内列，后者要設計專用的等溫成形模具，在投資方面背率，后者比前者節(jié)省话瞧。

螺旋槳模具結(jié)構(gòu)設計

根據(jù)螺旋槳的幾何特征，模具的分模面必須在槳葉的輪廓線上蛇筷，這樣鹅媒，凹模就要用組合鑲塊的結(jié)構(gòu)，等溫成形后的鍛件才能脫模慧菜。由于槳葉是螺旋面組成的矛郁，故分模面也為與之相應的空間曲面。

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