本发明涉及板材热成形，更具体地说，涉及一种自封严气压成形装置及其使用方法。
背景技术：
1、在钣金热成形技术领域，除采用凸凹模耦合冲压成形之外，采用高温高压的气压成形工艺具有模具重量轻、结构简单、毛坯贴模度高等优点。气压成形技术的特点之一是需对成形工件充气区域进行封严密封，以实现持续的加载，使毛坯最终贴合模具。目前，如图1所示，实现密封的方法主要采用气压模具100上的凸起结构110，在高温下通过液压设备对平台200加压，以通过平台200对毛坯300进行压力加载，气压模具100的凸起结构110在载荷的作用下对毛坯300挤压，从而使其产生与凸起结构110外形趋于一致、紧密贴合的塑性变形。此时，气压模具100的充气型腔形成了一个密封的结构，为后续气压的保持、增加创造条件。
2、采用高温气压加载成形在整个气压加载期间，需要设备持续加载，除了用于平衡气压对毛坯及模具的压力，最重要的作用是压紧板料，保持密封。这就对成形设备提出了较高的要求，需要专用的带有加热装置的压力机。另外，高温下持续加载过程中，模具会快速蠕变变形，引起模具报废；同时，高温下持续加载也降低了设备平台的使用寿命，实践表明，加热成形设备平台的损坏绝大部分都是因为成形时持续的加载引起。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是现有的气压成形技术对设备的要求高、模具容易报废、而且设备平台的使用寿命低。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5、第一方面，本发明提供一种自封严气压成形装置，用于将板料成型为零件，包括模具、锁紧环以及张力环；所述模具具有用于将所述板料成型为零件的型腔；锁紧环紧固连接于所述模具；所述张力环具有第一端和第二端，所述第一端抵接于所述锁紧环；其中，所述板料放置于所述模具和所述张力环之间，以使所述板料的一侧抵接于所述第二端，所述板料的另一侧抵接于所述模具，所述张力环的材料热膨胀系数大于所述锁紧环的材料热膨胀系数。
6、优选地，所述锁紧环具有限位槽，所述第一端抵接于所述限位槽的端面，所述张力环的周侧抵接于所述限位槽的周侧。
7、优选地，所述锁紧环与所述模具螺纹连接。
8、优选地，所述锁紧环沿长度方向设有梯形外螺纹，所述模具设有梯形内螺纹，所述梯形外螺纹与所述梯形内螺纹配合连接，以紧固连接所述模具与所述锁紧环。
9、优选地，所述模具还开设有抽真空通道，所述抽真空通道与所述型腔相连通。
10、优选地，所述锁紧环的材料为耐热钢，所述张力环的材料为铜合金或镍合金。
11、优选地，所述第二端与所述板料的接触面的面积小于所述第一端与所述锁紧环接触面的面积。
12、优选地，所述锁紧环与所述张力环过盈配合。
13、第二方面，本发明还提供一种上述技术方案中任一种所述的自封严气压成形装置的使用方法，使用方法包括以下步骤：
14、对所述锁紧环的表面和所述张力环的表面喷涂高温隔离剂和/或高温润滑剂；
15、将所述板料放置于所述模具和所述张力环之间，以使所述板料的一侧抵接于所述第二端，所述板料的另一侧抵接于所述模具，紧固所述锁紧环，以使所述锁紧环抵接于所述第一端；
16、对所述锁紧环施加扭矩f，然后对所述型腔抽真空，抽真空完成后封闭所述型腔；
17、将所述板料加热至预设温度，然后在所述板料背离所述型腔的一侧通入惰性气体进行气压加载，使所述板料贴合于所述型腔，以将所述板料成型为零件。
18、优选地，所述高温隔离剂为氮化硼，所述高温润滑剂为石墨剂。
19、(三)有益效果
20、本发明的上述技术方案至少具有如下优点：
21、1、本发明通过将锁紧环紧固连接于模具上，通过模具和锁紧环实现对板料和张力环的限位，由于张力环的材料热膨胀系数大于锁紧环的材料热膨胀系数，在高温环境中，张力环的膨胀量大于锁紧环的膨胀量，进而实现张力环对板料产生挤压，在挤压力的作用下实现对板料的密封。本发明的结构简单，无需借助其他设备进行加载密封，对设备要求低，有利于降低研制成本；
22、2、利用环形零件的外形特点，利用梯形外螺纹与梯形内螺纹配合连接，以紧固连接模具与锁紧环，梯形螺纹结构的强度高，能有效减少螺纹高温变形，以避免成形后锁紧环无法和模具拆分；
23、3、在锁紧环的表面和张力环的表面喷涂高温隔离剂和/或高温润滑剂，既满足了密封要求，又能起到润滑作用，便于锁紧环和模具的拆装；
24、4、现有技术中，需要对板料施加较大的气压载荷，以实现其良好的密封效果，而在本发明中，由于自封严气压成形装置是通过高温膨胀差异实现自密封，与气压条件无关，因此气压只需满足板料的成型要求即可，因此该成形方法只需气压给予较小载荷，成型工艺简单。
1.一种自封严气压成形装置，用于将板料成型为零件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述锁紧环具有限位槽，所述第一端抵接于所述限位槽的端面，所述张力环的周侧抵接于所述限位槽的周侧。
3.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述锁紧环与所述模具螺纹连接。
4.如权利要求3所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述锁紧环沿长度方向设有梯形外螺纹，所述模具设有梯形内螺纹，所述梯形外螺纹与所述梯形内螺纹配合连接，以紧固连接所述模具与所述锁紧环。
5.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述模具还开设有抽真空通道，所述抽真空通道与所述型腔相连通。
6.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述锁紧环的材料为耐热钢，所述张力环的材料为铜合金或镍合金。
7.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述第二端与所述板料的接触面的面积小于所述第一端与所述锁紧环接触面的面积。
8.如权利要求1所述的自封严气压成形装置，其特征在于，所述锁紧环与所述张力环过盈配合。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的自封严气压成形装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的自封严气压成形装置的使用方法，其特征在于，所述高温隔离剂为氮化硼，所述高温润滑剂为石墨剂。
