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超塑成形工艺及设备浅析
1
作者 于学忠 肖鑫 武志杰 《锻压装备与制造技术》 2024年第4期96-99,共4页
超塑成形/扩散焊接(SPF/DB)技术是利用材料在超塑性状态下良好的固态粘合性能而发展起来的一种组合工艺技术。本文对超塑成形/扩散焊接(SPF/DB)成形工艺、热成形机和真空氩气成形系统进行了详细介绍分析。
关键词 超塑成形/扩散焊接 热成形机 真空氩气成形系统
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超塑成形/扩散连接设备的设计与开发
2
作者 高红旺 《锻压装备与制造技术》 2024年第4期7-11,共5页
开发了一种超塑成形设备,确定并详细叙述了超塑成形设备的设计方案。设备主体框架采用液压预紧组合拉杆框架式结构,采用6个活塞缸和4导向杆结构,确保了加压的均匀性和导向精度。液压系统采用伺服电机驱动油泵形式,降低了能源消耗,气压... 开发了一种超塑成形设备,确定并详细叙述了超塑成形设备的设计方案。设备主体框架采用液压预紧组合拉杆框架式结构,采用6个活塞缸和4导向杆结构,确保了加压的均匀性和导向精度。液压系统采用伺服电机驱动油泵形式,降低了能源消耗,气压控制精度保证了超塑成形/扩散连接零件的准确度。设备具有结构紧凑、耐用性强、工件成品率高等特点。 展开更多
关键词 超塑成形 扩散连接 组合框架 液压预紧 伺服驱动 精度
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材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用 被引量：33
3
作者 于卫新 李淼泉 胡一曲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期8-14,共7页
大量的工程材料都具有超塑性,以材料超塑性为理论基础的超塑成形/扩散连接技术是先进制造技术的一种,在航空航天等许多工业部门得到了越来越多的应用。分析了材料超塑性现象,超塑性变形机理研究进展,超塑成形/扩散连接技术的理论基础,... 大量的工程材料都具有超塑性,以材料超塑性为理论基础的超塑成形/扩散连接技术是先进制造技术的一种,在航空航天等许多工业部门得到了越来越多的应用。分析了材料超塑性现象,超塑性变形机理研究进展,超塑成形/扩散连接技术的理论基础,以及超塑成形/扩散连接复合工艺的技术优势、研究进展和应用现状,并展望了超塑成形/扩散连接技术的发展趋势。 展开更多
关键词 超塑性 超塑成形 扩散连接 超塑成形/扩散连接
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单面正向和正反向超塑成形对TC4钛合金负角度零件性能的影响 被引量：5
4
作者 邵宗科 黄重国 +2 位作者 靳舜尧 雷鹍 袁清华 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-6,共6页
利用MARC软件完成负角度零件模具设计,修改了获得的压力-时间曲线,并用加载曲线完成超塑成形实验。研究了单面正向、正反向超塑成形后TC4钛合金零件力学性能情况及负角度壁的壁厚分布,并对结果进行了分析。结果表明:圆弧连接面比垂直连... 利用MARC软件完成负角度零件模具设计,修改了获得的压力-时间曲线,并用加载曲线完成超塑成形实验。研究了单面正向、正反向超塑成形后TC4钛合金零件力学性能情况及负角度壁的壁厚分布,并对结果进行了分析。结果表明:圆弧连接面比垂直连接面有更好的壁厚分布;根据修改的加载曲线能够成形负角度零件;在壁厚最小的负角度壁,单面正向成形和正反向成形后零件的最大减薄率分别为67%和64%,壁厚分布标准差分别为0.186mm和0.125mm,说明正反向成形在提高零件最小壁厚的同时使壁厚分布更均匀;由高温稳态退火及应变诱发的晶粒长大致使零件的力学性能下降;正反向成形零件比单面正向成形零件氢氧含量高,塑性下降较多。 展开更多
关键词 单面正向超塑成形 正反向超塑成形 壁厚分布 力学性能 氢氧含量
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LZ91镁锂合金超塑成形性研究
5
作者 芦博昕 许慧元 刘佳佳 《新技术新工艺》 2024年第12期11-15,共5页
镁锂合金密度低,比强度高,比刚度好,可应用于航空航天、汽车医疗、军事装备等领域。拟通过对LZ91镁锂合金薄板超塑成形工艺进行研究,通过对比不同温度和应变速率下材料的超塑拉伸性能,获得LZ91超塑成形工艺参数,然后通过帽锥吹塑试验进... 镁锂合金密度低,比强度高,比刚度好,可应用于航空航天、汽车医疗、军事装备等领域。拟通过对LZ91镁锂合金薄板超塑成形工艺进行研究,通过对比不同温度和应变速率下材料的超塑拉伸性能,获得LZ91超塑成形工艺参数,然后通过帽锥吹塑试验进行单层结构成形试验,获得超塑成形试验结果。结果表明,LZ91镁锂合金在330℃、3×10-4 s-1条件下可以获得较好的超塑性能,超塑拉伸延伸率达到285%,当温度达到360℃时,延伸率有所降低,为215%。通过帽锥吹塑试验发现,当温度为360℃时,帽锥吹破高度最大,为74.6 mm,此时吹破压力为0.24 MPa,随着温度升高,吹破压力逐渐降低,材料变形抗力逐渐减小。对组织分析显示,帽锥超塑成形过程中在α/β相界处产生孔洞,这主要是由于该处易产生应力集中,导致孔洞萌生。 展开更多
关键词 镁合金 镁锂合金 LZ91 超塑性 帽锥成形试验 超塑成形
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TC4钛合金锥形件叠层超塑成形工艺研究 被引量：2
6
作者 刘胜京 张军 +2 位作者 雷海龙 陈福龙 孟庆磊 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第17期155-159,164,共6页
为了提高锥形件超塑成形效率,提出了叠层超塑成形工艺及高温进出炉成形方案,并采用正反向超塑成形方法以提高壁厚分布均匀性。通过对超塑成形过程自由胀形阶段与贴模成形阶段进行的力学解析,得到了最佳等效应变速率条件下的气压加载曲... 为了提高锥形件超塑成形效率,提出了叠层超塑成形工艺及高温进出炉成形方案,并采用正反向超塑成形方法以提高壁厚分布均匀性。通过对超塑成形过程自由胀形阶段与贴模成形阶段进行的力学解析,得到了最佳等效应变速率条件下的气压加载曲线。以此为基础,对单层正向成形、单层正反向成形及双层正反向成形进行了920℃超塑成形实验研究。结果表明,正反向成形可显著改善锥形件壁厚均匀性。在双层正反向成形条件下,锥形件最大截面圆度为0.05 mm,最小壁厚为1.01 mm,型面尺寸及壁厚分布均满足使用要求,下层零件的壁厚均匀性较差。叠层超塑成形工艺及900℃装出炉方案可行有效,可使锥形件超塑成形效率提高1倍以上。 展开更多
关键词 叠层超塑成形 TC4钛合金 锥形件 正反向超塑成形 壁厚分布
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电话机塑料注射模超塑成形工艺的技术经济分析
7
作者 文九巴 张耀宗 +1 位作者 陈拂晓 常世俊 《技术经济》 1996年第4期43-44,共2页
关键词 超塑成形 技术经济分析 塑料注射模 电话机 超塑成形技术 电火花加工 加工工序 电话设备厂 加工费用 功能评价系数
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超塑成形设备技术现状与发展
8
作者 李保永 周迎涛 +3 位作者 韩维群 秦中环 张铁军 陈海建 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第9期55-62,共8页
超塑成形技术是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术。超塑成形及超塑成形/扩散连接过程中的工艺参数变量多,参数同步性控制要求高,一般在专用超塑成形设备上进行,可更方便实现坯料温度、工模具温度、变形区... 超塑成形技术是一种利用材料的超塑性大变形能力制造薄壁复杂构件的先进成形技术。超塑成形及超塑成形/扩散连接过程中的工艺参数变量多,参数同步性控制要求高,一般在专用超塑成形设备上进行,可更方便实现坯料温度、工模具温度、变形区、变形速度、变形应力等关键参数控制。传统超塑成形设备压制单向性、功能集成度不够、自动化程度低等,远不能满足科研生产的需要。因此,本文重点阐述了近年来出现的多向加载、“气–液”耦合控制、自动上下料3种超塑成形设备新功能。随着先进制造技术、信息技术等的集成和深度融合,超塑成形设备将朝着大型化、清洁化、自动化、多能场复合化及专用化等方向进一步发展,并将进一步改善超塑成形技术的生产效率及应用范围。 展开更多
关键词 超塑成形设备 超塑成形/扩散连接(SPF/DB) 多向压力加载 “气–液”耦合控制 自动上下料
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变摩擦正反向超塑成形壁厚均匀的TC4钛合金深筒形件 被引量：8
9
作者 蒋少松 张凯锋 +3 位作者 吴海峰 许沂 雷鹍 王斌 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1079-1084,共6页
TC4钛合金深筒形件厚度精度要求为（1.6±0.2） mm，据此设计了多种预成形模形状，采用MARC有限元模拟研究不同形状预成形模对最终深筒形件侧壁厚度分布的影响规律及不同预减薄区域的作用。分析预成形模和终成形模的表面摩擦系数分... TC4钛合金深筒形件厚度精度要求为（1.6±0.2） mm，据此设计了多种预成形模形状，采用MARC有限元模拟研究不同形状预成形模对最终深筒形件侧壁厚度分布的影响规律及不同预减薄区域的作用。分析预成形模和终成形模的表面摩擦系数分别对成形件壁厚分布的影响，并提出模具型面变摩擦控制厚度分布的方法。结果表明：预成形模对于板料压边部分环形带区域和筒形件底部区域的局部预减薄，对最终侧壁的厚度分布有非常大的改善。同时，合理地增大预成形模的表面摩擦能显著增加预成形的局部减薄作用，对于提高工件最终壁厚分布的均匀性有利。减小终成形模的摩擦，可以使板料趋于整体变形，壁厚分布趋于均匀。根据模拟结果，采用机械加工方法增加预成形模表面摩擦系数，在终成形模表面喷涂BN润滑剂降低摩擦系数。最后，通过正反向超塑成形试验制得厚度分布在1.50~1.78 展开更多
关键词 TC4钛合金 正反向超塑成形 厚度分布 摩擦 有限元模拟(FEM)
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飞机钛合金整体结构的超塑成形/焊接组合工艺技术 被引量：20
10
作者 郭和平 曾元松 +1 位作者 韩秀全 李志强 《焊接》 北大核心 2008年第11期41-45,共5页
30多年的研究应用表明,超塑成形/焊接整体结构在降低飞机结构重量、提高结构完整性和承载效率方面具有独特的技术优势,对现代飞机结构设计和制造产生了深远的影响。文内详细阐述了超塑成形整体结构特点及工艺过程,综述了近年来钛合金超... 30多年的研究应用表明,超塑成形/焊接整体结构在降低飞机结构重量、提高结构完整性和承载效率方面具有独特的技术优势,对现代飞机结构设计和制造产生了深远的影响。文内详细阐述了超塑成形整体结构特点及工艺过程,综述了近年来钛合金超塑成形整体结构制造技术在航空领域的发展应用现状,并介绍了中国超塑成形整体结构的研制和应用进展情况。最后指出,新材料、新结构的超塑成形/焊接组合工艺在未来新型飞机和航天飞行器上的应用前景广阔,激光焊与超塑成形的新型组合工艺将会成为重要的超塑整体结构制造技术。 展开更多
关键词 钛合金 超塑成形 焊接 整体结构
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TC4钛合金激光焊接/超塑成形组合工艺研究 被引量：6
11
作者 张华 程东海 +2 位作者 黄继华 赵兴科 陈树海 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期32-36,共5页
本文将超塑成形(SPF)和激光焊接技术(LW)相结合,开发激光焊接/超塑成形组合工艺(LW/SPF),研究TC4钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为,并对超塑性变形前后的显微组织进行分析.结果表明,TC4钛合金激光叠焊接头能够承受焊板的变形,试样在... 本文将超塑成形(SPF)和激光焊接技术(LW)相结合,开发激光焊接/超塑成形组合工艺(LW/SPF),研究TC4钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为,并对超塑性变形前后的显微组织进行分析.结果表明,TC4钛合金激光叠焊接头能够承受焊板的变形,试样在母材断裂,并通过四层板的模拟件研制验证了超塑成形/激光焊组合工艺工业应用的可行性. 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光焊接/超塑成形 组合工艺 微观组织 叠焊接头
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变摩擦控制厚度分布的TC4深筒形件正反向超塑成形 被引量：6
12
作者 蒋少松 张凯锋 +3 位作者 吴海峰 许沂 雷鹍 王斌 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第6期16-22,共7页
以正反向超塑成形厚度均匀的TC4钛合金深筒形件为背景，采用MARC有限元模拟分析了正反向超塑成形时预成形模和终成形模的表面摩擦系数对成形件壁厚分布的影响。结果表明：合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作... 以正反向超塑成形厚度均匀的TC4钛合金深筒形件为背景，采用MARC有限元模拟分析了正反向超塑成形时预成形模和终成形模的表面摩擦系数对成形件壁厚分布的影响。结果表明：合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用，对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利。同时，合理减小终成形模的摩擦力，可以使板料整体变形均匀化，壁厚分布趋于均匀。根据模拟结果，采用机械加工方法增加预成形模表面粗糙度以增大摩擦力，在终成形模表面喷涂润滑剂以降低摩擦力，通过正反向超塑成形实验制得厚度分布在1．50～1．78mm范围内的航天用TC4钛合金深筒形件，比普通正反向超塑成形件厚度分布（1．18～2．24mm）有了很大改善。 展开更多
关键词 TC4钛合金 正反向超塑成形 厚度分布 摩擦 有限元模拟
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LC4铝合金尾翼超塑成形的研究 被引量：8
13
作者 杨永顺 陈拂晓 +2 位作者 徐必鸿 辛选荣 朱峰 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 1995年第4期64-65,共2页
在对供应状态ＬＣ４－ＣＳ超硬铝合金进行超塑性试验研究基础上，对一种ＬＣ４铝合金尾翼零件进行超塑挤压成形试验研究，制出了合格的尾翼产品。
关键词 铝合金 尾翼 超塑成形 挤压
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Ti-6Al-4V合金多层板结构的超塑成形/扩散连接工艺研究 被引量：20
14
作者 韩文波 张凯锋 王国峰 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2005年第6期29-32,51,共5页
采用气压成形方法对多层板结构件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术研究。研究表明,最佳的扩散连接工艺参数为:连接温度T=930℃,连接时间t=30m in,连接压力P=10MPa。对连接试件的微观组织进行了观察,显示在界面处形成良好的连接。最... 采用气压成形方法对多层板结构件进行了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术研究。研究表明,最佳的扩散连接工艺参数为:连接温度T=930℃,连接时间t=30m in,连接压力P=10MPa。对连接试件的微观组织进行了观察,显示在界面处形成良好的连接。最佳的成形参数为:成形温度Tf=930℃,成形压力Pf=0.6MPa,成形时间tf=55m in。最后对成形后的板厚分布进行了研究。 展开更多
关键词 超塑成形/扩散连接 多层板结构 TI-6AL-4V合金
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TC4钛合金盒形件超塑成形工艺 被引量：9
15
作者 王荣华 陈明和 +3 位作者 陈国亮 范平 李枫 周兆锋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第11期46-48,共3页
采用气压胀形方法对TC4钛合金某一特殊盒形结构件进行了超塑成形(SPF)。实验结果表明,在有限元模拟的基础上,成形温度为850℃,最大进气压力为1.5MPa时,成形时间为40min。超塑成形后的最佳取件温度为500℃。零件厚度分布率与有限元模拟... 采用气压胀形方法对TC4钛合金某一特殊盒形结构件进行了超塑成形(SPF)。实验结果表明,在有限元模拟的基础上,成形温度为850℃,最大进气压力为1.5MPa时,成形时间为40min。超塑成形后的最佳取件温度为500℃。零件厚度分布率与有限元模拟结果大致相符合,减薄率最大处达53.7%。该工艺条件下成形的零件,其微观组织变化不大。 展开更多
关键词 TC4(Ti-6A1-4V)钛合金 盒形件 超塑成形 有限元模拟 微观组织
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基于激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接先进工艺 被引量：7
16
作者 王大刚 陈明和 +1 位作者 王宁 谢兰生 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1536-1541,共6页
针对传统多层空心整体结构在超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺过程中存在的中心夹层焊接可靠性差的关键工艺问题,以某飞行器TC4(T-6Al-4V)钛合金舵体四层空心复合整体结构为对象,提出了激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接新工艺。基于... 针对传统多层空心整体结构在超塑成形/扩散连接(SPF/DB)工艺过程中存在的中心夹层焊接可靠性差的关键工艺问题,以某飞行器TC4(T-6Al-4V)钛合金舵体四层空心复合整体结构为对象,提出了激光预焊芯板夹层的超塑成形/扩散连接新工艺。基于有限元软件模拟仿真分析及相应的试验研究,采用激光预焊芯板夹层的SPF/DB先进工艺,进行某飞行器TC4钛合金四层空心复合整体舵体零件的研制。结果表明:运用SPF/DB新工艺,在920℃、真空度为5×10-3 Pa、最大气压压力为1.2 MPa条件下超塑成形/扩散连接成形出合格的舵体零件,其焊合率达95%以上,壁厚分布均匀性大于90%,晶粒尺寸长大控制在35%以内。 展开更多
关键词 TC4钛合金 激光焊接 超塑成形 扩散连接 有限元模拟 舵体
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Ti2AlNb合金多层板结构超塑成形/扩散连接数值模拟及试验研究 被引量：5
17
作者 刘雨生 李萍 +2 位作者 王斌 李贝贝 薛克敏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期43-49,共7页
研究内容为Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形/扩散连接(Superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB)工艺。采用恒应变速率法对Ti2Al Nb热轧板材进行单向拉伸试验,得到最佳超塑成形条件如下:变形温度=940℃,应变速率=0.000 5 s–1... 研究内容为Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形/扩散连接(Superplastic forming/diffusion bonding,SPF/DB)工艺。采用恒应变速率法对Ti2Al Nb热轧板材进行单向拉伸试验,得到最佳超塑成形条件如下:变形温度=940℃,应变速率=0.000 5 s–1。利用MARC有限元软件对Ti2Al Nb合金多层板结构的超塑成形过程进行数值模拟,预测构件的壁厚分布情况和可能产生的缺陷。进行三层板和四层板结构的SPF/DB试验,采用优化的压力-时间曲线进行超塑成形的压力加载,扩散连接工艺参数如下:温度=940℃,压力p=10 MPa,时间t=180 min。结果表明,三层板结构在面板出现明显的沟槽现象,沟槽的深度为4.49mm,宽度为8.85 mm;四层板结构成形效果较好,表面平整,无褶皱、沟槽等缺陷;对扩散连接处的微观组织进行观察,显示扩散界面的连接质量良好。研究结果为Ti2A1Nb合金在航空航天复杂薄壁夹层结构件的制造方面提供了参考依据。 展开更多
关键词 超塑成形/扩散连接 多层板结构 壁厚分布 压力-时间曲线 数值模拟
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控制厚度分布的变摩擦正反向超塑成形 被引量：4
18
作者 蒋少松 张凯锋 +3 位作者 吴海峰 许沂 雷鹍 王斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期249-253,共5页
为研究摩擦力在超塑成形中对工件厚度分布的影响规律,以正反向超塑成形侧壁厚度均匀的TC4深筒形件为背景,采用MARC有限元数值模拟分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数在正反向超塑成形时对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增... 为研究摩擦力在超塑成形中对工件厚度分布的影响规律,以正反向超塑成形侧壁厚度均匀的TC4深筒形件为背景,采用MARC有限元数值模拟分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数在正反向超塑成形时对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利.同时,终成形模摩擦力的减小,可以使板料趋于整体变形,壁厚分布趋于均匀.根据数值模拟结果进行了变摩擦正反向超塑成形试验,制得了厚度分布在1.50～1.78mm范围内的航天用TC4钛合金深筒形件,比普通正反向超塑成形件厚度分布(1.18～2.24mm)有了很大改善. 展开更多
关键词 TCA钛合金 正反向超塑成形 厚度分布 摩擦 有限元模拟
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钛合金超塑成形/扩散连接的数值模拟及工艺研究 被引量：9
19
作者 黄钢华 张益华 +1 位作者 门向南 窦小丽 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期16-19,35,共5页
利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形... 利用有限元软件Marc对钛合金TC4板的超塑成形/扩散连接(SPF/DB)进行数值模拟。通过模拟获得优化的压力-时间(p-t)曲线,为后续的超塑成形/扩散连接试验提供参考基础。经过试验得到钛合金TC4板超塑成形/扩散连接的最佳工艺参数为:超塑成形,θ=900℃、p=2.5 MPat、=790 s;扩散连接,θ=900℃、p=3.0 MPat、=80min。 展开更多
关键词 钛合金TC4 超塑成形/扩散连接(SPF/DB) 数值模拟 工艺研究
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超塑成形/扩散连接技术在航空航天工业中的应用 被引量：21
20
作者 李志强 郭和平 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期79-81,共3页
关键词 航空航天工业 技术 发展潜力 衡量 生产能力 国家 标志 扩散连接 超塑成形 钣金
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