常 規 成 形 工 藝 為 鈦 錠 先鐓 粗 ， 保 證 鐓 粗 后 截 面 尺 寸≥ φ 1450mm后再進(jìn)行平砧間拔長(cháng)展寬。鍛造過(guò)程由于TA2的材料特性，容易造成鐓粗過(guò)程中面折疊缺陷，為防止折疊過(guò)深，需分多道次進(jìn)行鐓粗，出現折疊現象后立即進(jìn)行輕滾圓拔長(cháng)后再進(jìn)行鐓粗，嚴重影響鍛造效率及鍛造質(zhì)量。采取直接拔長(cháng)的方式進(jìn)行展寬，在試驗前通過(guò)有限元數值模擬分析軟件對試制方案進(jìn)行分析，最終通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗證工藝方案的可行性。

1.工藝方案

鍛造工藝路線(xiàn)：芯棒展寬→換專(zhuān)用芯棒繼續展寬→上下平砧成形修整，選用50MN快鍛壓力機進(jìn)行整個(gè)鍛造工序。具體過(guò)程為：將鈦合金錠平放在大平板上，上端采用 φ 630mm芯棒分兩次進(jìn)行壓扁，總壓下量控制在300mm左右，左右移動(dòng)芯棒進(jìn)行展寬至坯料高度約為550mm。為防止芯棒展寬過(guò)程中出現板坯料中間尺寸偏大，兩端偏小的情況，特制專(zhuān)用芯棒進(jìn)行進(jìn)一步展寬，展寬至寬度約為2000mm，高度約為440mm。最 后 采 用 特 制 上 平砧 （ 7 0 0 m m 砧 寬 ， 砧 長(cháng)2300mm）、下平板進(jìn)行拔長(cháng)及整形。

2.工藝的數值模擬

（1）模型建立及參數設定采用SolidWorks軟件上對鈦合金錠、芯棒、特制芯棒、下平板、上下平砧進(jìn)行三維建模，并導入有限元模擬軟件中。TA2材料屬性由數據庫中已有的模型導入，由于采用快鍛壓力機，設定正常開(kāi)啟5臺泵的上砧平均壓下速度下限約為50mm/s。采用六面體網(wǎng)格對鈦錠模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，為保證模擬的準確性，設定網(wǎng)格數量32000個(gè)。數值模擬的其他參數如附表所示。

（2）模擬過(guò)程分析 圖1為上下工裝及鈦錠初始擺放位置，上砧與芯棒接觸均勻壓下，壓下300mm后，左右橫移芯棒繼續壓下至圖2狀態(tài)，此時(shí)坯料高度約為550mm。

由于鈦錠總長(cháng)為2600mm，采用芯棒展寬過(guò)程中由于兩端偏載的問(wèn)題，坯料變形不均勻，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì )造成，兩端展寬小，中間展寬大的問(wèn)題，采用特制芯棒重點(diǎn)對兩端進(jìn)行展寬，如圖3、圖4所示。此時(shí)坯料高度高點(diǎn)為455mm，低點(diǎn)約為380mm。

圖5表示采用上平砧及下平板，開(kāi)始整形拔長(cháng)，壓下量設定為100mm。圖6為整形結束，此時(shí)測定寬度最大點(diǎn)為2165mm，最小點(diǎn)2065mm，高度尺寸為265mm。

3.生產(chǎn)實(shí)際驗證

利用數值模擬形成的工藝參數，在生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行試驗，圖7為最終鍛造成形的TA2板坯，試驗過(guò)程中在厚度約為265mm時(shí)，展寬最寬點(diǎn)達到2150mm，與優(yōu)化后仿真結果非常接近。且兩端頭舌頭長(cháng)度僅約50mm，低于常規鈦板成形的舌頭長(cháng)度150～250mm。最終通過(guò)加工后材料利用率達到91.6%，高于常規的鈦板成形利用率約2%，符合最終成形的質(zhì)量要求。