CN111672925B - 一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法，包括包括凸模、内套、凹模和顶模；所述内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；所述凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中。本发明根据相变点以及晶粒尺寸，采用多步骤多阶段进行塑性挤压成型，分三次挤压成型，且压力先增后减，相对于传统的一次性挤压成型，本发明可减少压力在挤压过程中的衰减以及应力集中，可有效提高微齿轮在成型过程中轴向密度分布的均匀性，保证成型界面的清晰，无裂纹，提高挤压质量，且模具受单向挤压，使用寿命长，微齿轮的长径比任意可调。

Description

一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法
技术领域
本发明属于微型零件制造及微塑性成型的技术领域，具体涉及一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法。
背景技术
随着现代科学技术的不断发展，产品微型化成为一种趋势，尖端科学技术对微型机械和微机电系统的需求日益增加，其应用范围包含生物医学工程、电子元器件、航空航天、精密仪器、武器装备等领域。例如管状微型机器人、微型枪械、微型机械飞行虫(也称“间谍苍蝇”)等。由于其体积小，零部件也必须是微型化。齿轮作为一种应用广泛的机械传动零件，具有传动平稳、速度和功率调节范围大、结构紧凑等优点，是微型机械和微机电系统不可或缺的重要结构件。
目前的微齿轮成型材料主要集中在铝、铜、镁、纯钛等塑性高，易变形材料以及有机物。例如Xuehua Dong等学者(Journal of Materials Processing Technology，2015,219:199-208)利用7075铝合金热挤压成型模数为0.125mm 的微齿轮，Tsung-Han Huang等学者(INTERNATIONAL JOURNAL OF PRECISION ENGINEERING AND MANUFACTURING,2017,Vol.18,No.10,pp. 1371-1377)在H13钢制模具中热挤压成型齿顶圆直径为9.15mm的CP2纯钛小型齿轮。
经检索现有的孙树峰等人申请的专利：微齿轮制造方法(申请公布号CN101733884 A)，通过飞秒激光双光子加工技术制作聚合物材料的微齿轮。
钛合金耐高温、密度小、比强度高、耐腐蚀性好、抗氧化性能好，广泛应用于武器装备、航空航天、舰船及医学等领域中，但是由于钛合金比强度高、变形抗力大、回弹变形严重、切削性能差。尤其是高熔点导致塑性成型温度较高，因此塑性成型困难。
倪程凯申请的专利：一种微型齿轮微塑性成型系统(申请公布号 CN107696371A)，提出了一种微型齿轮微塑性成型系统，包括壳体、控制器、位移监测装置、PID系统、压力陶瓷致动器、模具本体、热电偶、冲头和加热装置，但是采用的加热方式难以实现钛合金等难变形材料微型齿轮成型。
徐杰等人申请的专利：一种钛合金微型齿轮脉冲电流辅助微成型浮动模具 (申请公布号CN109047610A)，解决了现有钛合金微齿轮模锻微型坯料加热效率低，微型模具受力大、微型齿轮下角隅难于充满，模具使用寿命短的问题，但是其使用的脉冲电流响应慢，模具结构复杂，生产成本高，同时微型齿轮高度控制范围小。此外，高温条件下金属模具热膨胀系数大，很容易产生抱死现象而无法正常取模。
黄坤兰等人申请的专利：钛合金微齿轮的微塑性成型方法(申请公布号CN110153217A)，采用低电压大电流的交流电作用于模具两端，模锻成型钛合金微齿轮，模具结构简单，加热速率快，但是模具在力场下应力集中，凸模使用寿命短，在重复使用(2～5次)后凸模易断裂，如图7所示，同时容易存在填充不完整的缺陷，钛合金微齿轮两端面处齿形完整，但中间部位塑性变形不完全，总体呈细腰鼓状，如8图所示。
除此，该微塑性成型方法挤压塑性得到的钛合金微齿轮，由于直接对钛合金坯料进行一次性的挤压塑型，其得到的钛合金微齿轮密度分布不均。
综上所述，目前微齿轮的成型主要为塑性高、变形抗力小的材料，但是这些材料成型的微齿轮强度低，难以应用于受力复杂、载荷大的工况条件下；钛合金具有优良的力学性能，但是现有的钛合金微齿轮成型方法模具结构复杂、使用寿命短，生产成本高，同时微型齿轮长度控制范围小且齿廓填充不完整。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法，以解决现有钛合金微齿轮模锻成型加热效率低，模具结构复杂、成本高，模具应力集中、寿命短和成品密度分布不均的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法，其包括凸模、内套、凹模和顶模；内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中。
优选地，凸模与内套、钛合金坯料与内套、凹模与内套、顶模与内套之间的配合间隙为10μm～20μm。
优选地，内套通孔下端圆锥面的小端面直径不大于凹模模腔的齿顶圆直径 20μm，且锥度小于1:6。
优选地，顶模上的通孔直径大于钛合金微齿轮齿顶圆直径1mm～2mm；凹模的高度小于内套沉孔深度0μm～10μm，顶模通孔的高度大于等于2倍的凹模高度。
优选地，模具硬度为90HR～105HR，弹性模量为10.5GPa～13.5GPA的石墨材料。
一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型方法，包括：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料进行预挤压，使钛合金坯料的孔隙率降低5％-9％，以提高原始坯料的密度；
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料加热至400℃ -500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料脱气；
S3、钛合金坯料装填于内套的通孔中，凸模装配于内套中，凹模装配在内套底部的沉孔结构中，再将内套组装在顶模上端的沉孔结构中；
S4、将容置有钛合金坯料的模具安装在真空度≤0.01Pa的成型室中，升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对装有钛合金坯料的模具通交流电，以电流流过钛合金坯料产生的焦耳热对钛合金坯料进行加热，在升温至680℃-800℃时保温280s～300s，并对凸模大端面施加150N-200N的挤压力，挤压时间为2s-4s，变形速率为0.10s-1～0.13s-1；
S5、在升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对钛合金坯料进行加热，在升温至995℃-1100℃时保温300s～400s，并对凸模大端面施加200N-310N的挤压力，挤压时间为2s-5s，变形速率为0.19s-1～0.24s-1；
S6、在降温速度为5℃/s～30℃/s的条件下对钛合金坯料进行降温，在降温至700℃-900℃时保温30s～400s，并对凸模大端面施加120N-180N的挤压力，保持变形速率为0.05s-1～0.1s-1，直至挤压得到钛合金微齿轮，并停止通电；
S7、通过水冷、气冷或空冷使对钛合金微齿轮冷却。
优选地，S4中，升温速度为2℃/s～40℃/s对钛合金坯料进行加热，在升温至700℃时保温300s，并对凸模大端面施加100N的挤压力，挤压时间为2.5s，变形速率为0.08s-1～0.12s-1。
优选地，S5中，升温速度为2℃/s～40℃/s对钛合金坯料进行加热，在升温至1000℃时保温350s，并对凸模大端面施加260N的挤压力，挤压时间为3s，变形速率为0.20s-1～0.23s-1。
本发明提供的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具及其方法，具有以下有益效果：
本发明通过对钛合金坯料进行多步骤多阶段塑性挤压成型，相比一次性加工成型，可进一步提高微齿轮的密度分布，同时促进相变和动态再结晶，晶粒更加细化，降低了钛合金的流变应力，提高了其塑性成型能力；挤压成型的微齿轮轮廓清晰，成型精度高，改善了坯料组织原有的缺陷。
附图说明
图1是本发明的钛合金微齿轮挤压成型的结构示意图。
图2是本发明的凸模三维结构示意图。
图3是本发明的内套剖面示意图。
图4是本发明的凹模三维结构示意图。
图5是本发明的钛合金坯料剖面示意图。
图6是本发明的顶模剖面示意图。
图7为申请公布号CN110153217A的钛合金微齿轮的微塑性成型方法在模锻模具中重复使用后的凸模。
图8为请公布号CN110153217A的钛合金微齿轮的微塑性成型方法在模锻模具中成型的钛合金微齿轮。
图9为实施例3的实际工程成型图。
图10为实施例4的实际工程成型图。
图11为本发明经过若干次成型试验后的凸模图。
其中，1、凸模；2、内套；3、钛合金坯料；4、凹模；5、顶模；6、交流电；7、挤压力。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1，参考图1，本方案的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，包括凸模1、内套2、凹模4和顶模。
内套2上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模1 下端的锥度相配合；凹模4装配于内套2底端的沉孔中，内套2底部安装于顶模上端的沉孔中。
其中，凸模1在结构突变处有大倒角，可增强凸模1强度，减小应力集中。
内套2与凸模1组装端的大倒角作为导向结构，内套2安装钛合金坯料3 与凸模1的通孔下端为圆锥形，其另一端为沉孔结构。
凹模4型腔为贯通结构，成型微齿轮的模数与齿数由凹模4所决定；顶模为沉孔加通孔的结构形式，沉孔承载凸模1、凹模4、内套2和钛合金坯料3组成的部件，通孔与凹模4同轴，坯料挤压成型后的微齿轮段位于通孔。
在凸模1和顶模零件两端施加电流形成回路，组装完成的模具顶模通孔端固定，凸模1大端面施加挤压力挤压钛合金坯料3。
凸模1与内套2、钛合金坯料3与内套2、凹模4与内套2、顶模与内套2 之间的配合间隙为10μm～20μm；便于模具装配和拆卸，同时保证微齿轮成型质量。
内套2通孔下端圆锥面的小端面直径不大于凹模4模腔的齿顶圆直径 20μm，且其锥度小于1:6；挤压钛合金坯料3经凹模4后成型的微齿轮段位于顶模的通孔内，所以顶模通孔直径要大于齿顶圆直径1mm～2mm；钛合金坯料3 圆锥形小端面距离凹模4端面0.5mm～1mm，作为施加挤压力时的预变形距离；凹模4的高度小于内套2沉孔深度0μm～10μm，顶模通孔的高度大于等于2倍的凹模4高度；可有效避免钛合金坯料3挤出内套2后与凹模4接触面积太大，对进一步的微齿轮成型造成影响。
为保证微齿轮的成型精度，模具在挤压过程中要有良好的力学性能、导热性和导电性。模具的材料选用硬度为90HR～105HR，弹性模量为10.5GPa～ 13.5GPA的石墨材料，导电性能好，热膨胀系数低，在1000℃的高温环境中仍能保持性能稳定，强度高，模具不易损坏，在高温挤压过程中不会因热膨胀而发生抱死现象，可有效保证微齿轮成型质量。本发明摒弃了以往传统的热作模具钢，能在更高的温度下微塑性成型微齿轮而保证模具不被软化。
本发明的模具结构简单，加工成本低，拆装简单，结构合理，性能可靠。
参考图2，凸模1在结构突变处呈圆锥形，可以增强凸模1强度，减小应力集中。
参考图3，内套2的通孔上端有和凸模1锥度一致的圆锥面，既可以在挤压成型过程中使凸模1和内套2相契合，也可以作为填装钛合金坯料3和组装凸模1的导向结构，便于安装，同时，内套2的通孔下端也为圆锥面。
参考图4，凹模4模腔的贯穿结构作为微齿轮的成型部位。
参考图5，钛合金坯料3其一端加工为圆锥面，与内套2通孔下端的圆锥面相配合，可以有效减少坯料对凹模4的冲击，有利于钛合金坯料3的塑性形变。相比于公开号为CN110153217A的专利，本发明即使在力场的作用下，也可有效避免应力集中，凸模1实用寿命短的问题，本发明可重复使用，挤压完整，钛合金微齿轮清晰完整。图7和图8分别为CN110153217A专利在塑性模锻后得到的凸模1和钛合金微齿轮，在力场下应力集中，凸模1使用寿命短，在重复使用(2～5次)后凸模1易断裂，如图7所示，同时容易存在填充不完整的缺陷，钛合金微齿轮两端面处齿形完整，但中间部位塑性变形不完全，总体呈细腰鼓状，如图8所示。
相对于CN110153217A专利，本发明在进行多次次成型试验后，凸模1没有发生断裂现象，甚至没有出现裂纹，如图11所示。
参考图6，顶模的剖面示意图，沉孔加通孔的结构形式，钛合金坯料3经凹模4挤压成型的微齿轮段位于顶模的通孔。
实施例2，一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型方法，包括：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料进行预挤压，使钛合金坯料的孔隙率降低5％-9％，以提高原始坯料的密度；
传统模压成型中，无论是单向、还是双向压制，都会出现坯料密度分布不均和残余孔隙率较高的现象，而本发明采用成型前的预挤压，其最终成型的微齿轮相对密度可提高10％以上，孔隙率相对减少7％。
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料加热至400℃ -500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料脱气；
将钛合金坯料原料进行预热，使其温度达到400℃-500℃，保温后进行降压处理，进而对钛合金坯料3原料内进行脱气处理，进而确保钛合金坯料3原料在加热过程中受热均匀。避免最后成型得到的钛合金微齿轮中存在一定气体，影响其密度分布，严重时将得到劣质的钛合金微齿轮。
S3、将钛合金坯料3装填于内套2的通孔中，凸模1装配于内套2中，凹模4装配在内套2底部的沉孔结构中，再将内套2组装在顶模上端的沉孔结构中；
本发明模具结构简单合理，零件少，加工成本低，装配方便，易于拆卸；可以根据微齿轮的不同参数来加工更换凹模4，而不用更改其它零件，且微齿轮的长径比调节范围广，无需更换模具和重设成型参数，经济效益高。
S4、将容置有钛合金坯料的模具安装在真空度≤0.01Pa的成型室中，升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对装有钛合金坯料的模具通交流电，以电流流过钛合金坯料产生的焦耳热对钛合金坯料进行加热，在升温至680℃-800℃时保温 280s～300s，并对凸模大端面施加150N-200N的挤压力，挤压时间为2s-4s，变形速率为0.10s-1～0.13s-1。
采用低于双相钛合金相变点的温度进行加热，并在温度到达680℃-800℃时进行保温，可消除或者减少原始棒材中的的残余应力，提高棒材的塑性和组织稳定性。匀速施加挤压力，使得钛合金坯料3发生微塑性形变，其圆锥形小端面与凹模4上端面的距离不断减小以至二者相接触，发生预变形；相对于一次性挤压成型，本发明通过低速率的挤压，坯料3与凹模4接触发生预变形即停止挤压，防止坯料3对凹模4的突然冲击造成凸模1和凹模4应力突变而损坏；同时，本发明在成型过程中的初次挤压预变形，可防止钛合金坯料3在随后的塑性挤压中在凹模4型腔齿尖齿根处填充不完整。
S5、在升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对钛合金坯料进行加热，在升温至995℃-1100℃时保温300s～400s，并对凸模大端面施加200N-310N的挤压力，挤压时间为2s-5s，变形速率为0.19s-1～0.24s-1；
继续施加电流加热，使温度达到钛合金的相变点，转变为单一体心立方的β相，此时钛合金的塑性显著提高，钛合金从预变形状态开始均匀填充凹模。相对于一次性挤压成型，大载荷和高速率可以使钛合金坯料损伤值较小，材料开裂倾向小，挤压成型的微齿轮表面质量高。
S6、在降温速度为5℃/s～30℃/s的条件下对钛合金坯料进行降温，在降温至700℃-900℃时保温30s～400s，并对凸模大端面施加120N-180N的挤压力，保持变形速率为0.05s-1～0.1s-1，直至挤压得到钛合金微齿轮，并停止通电；
控制电流使温度降低到700℃-900℃，减小挤压强度和变形速率，使钛合金继续完整填充凹模4。相对于一次性挤压成型，随着坯料不断填充凹模4，残留在内套2中的坯料体积越来越小，填充凹模4的速度越来越快，若仍以较高温度和较高外载荷作用于坯料，坯料在凹模4齿尖和齿根处塑性变形后与凹模4 型腔有较大间隙，齿廓填充不完整。本发明通过降低载荷和温度，相当于降低钛合金的塑性，坯料填充速率降低，但是齿形完整，成型质量高。
S7、通过水冷、气冷或空冷使对钛合金微齿轮冷却，微齿轮挤压完成后，采用顶杆直接顶出。
本发明采用多阶段加热挤压处理，其目的在于：
本发明以交流电通过模具时产生的焦耳热加热钛合金坯料3，同时由于电流和挤压力的作用，在模具和坯料上形成由电场、温度场和力场作用的耦合场，钛合金坯料3在耦合场的作用下，微塑性成型得到微齿轮；微齿轮挤压完成后，可采用顶杆直接顶出。
实施例3，验证本发明流程的正确性：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料3进行预挤压，使坯料的孔隙率降低8％；
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料3加热至400℃ -500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料3脱气；
S3、将钛合金坯料3装填于内套2的通孔中，凸模1装配于内套2中，凹模4装配在内套2底部的沉孔结构中，再将内套2组装在顶模上端的沉孔结构中；随之将含有钛合金坯料3的模具安装在成型室中；
S4、将容置有钛合金坯料的模具安装在真空度≤0.01Pa的成型室中，升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对装有钛合金坯料的模具通交流电，以电流流过钛合金坯料产生的焦耳热对钛合金坯料进行加热，在升温至680℃-800℃时保温280s～300s，并对凸模大端面施加150N-200N的挤压力，挤压时间为2s-4s，变形速率为0.10s-1～0.13s-1；
S5、在升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对钛合金坯料进行加热，在升温至995℃-1100℃时保温300s～400s，并对凸模大端面施加200N-310N的挤压力，挤压时间为2s-5s，变形速率为0.19s-1～0.24s-1；
S6、在降温速度为5℃/s～30℃/s的条件下对钛合金坯料进行降温，在降温至700℃-900℃时保温30s～400s，并对凸模大端面施加120N-180N的挤压力，保持变形速率为0.05s-1～0.1s-1，直至挤压得到钛合金微齿轮，并停止通电；
S7、参考图9，通过水冷、气冷或空冷使对钛合金微齿轮冷却，得到钛合金微齿轮填充完整，齿廓清晰，并通过对其密度的检测，发现其轴向密度的波动值仅仅在0.2％，而采用一次型挤压成型，其轴向密度的波动值达到了3％，显然本发明根据变相点分阶段进行挤压成型的成型效果远远优于一次性挤压成型的工艺。
实施例4，用于验证本发明流程的正确性：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料3进行预挤压，使坯料的孔隙率降低7％；
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料3加热至400℃ -500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料3脱气；
S3、将钛合金坯料3装填于内套2的通孔中，凸模1装配于内套2中，凹模4装配在内套2底部的沉孔结构中，再将内套2组装在顶模上端的沉孔结构中；随之将含有钛合金坯料3的模具安装在成型室中；
S4、将容置有钛合金坯料的模具安装在真空度≤0.01Pa的成型室中，升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对装有钛合金坯料的模具通交流电，以电流流过钛合金坯料产生的焦耳热对钛合金坯料进行加热，在升温至680℃-800℃时保温 280s～300s，并对凸模大端面施加150N-200N的挤压力，挤压时间为2s-4s，变形速率为0.10s-1～0.13s-1；
S5、在升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对钛合金坯料进行加热，在升温至995℃-1100℃时保温300s～400s，并对凸模大端面施加200N-310N的挤压力，挤压时间为2s-5s，变形速率为0.19s-1～0.24s-1；
S6、在降温速度为5℃/s～30℃/s的条件下对钛合金坯料进行降温，在降温至700℃-900℃时保温30s～400s，并对凸模大端面施加120N-180N的挤压力，保持变形速率为0.05s-1～0.1s-1，直至挤压得到钛合金微齿轮，并停止通电；
S7、参考图10，通过水冷、气冷或空冷使对钛合金微齿轮冷却，得到挤压成型的钛合金微齿轮填充完整，齿廓清晰，且长径比达到5:1；并进一步对成型的微齿轮进行密度的检测，发现其轴向密度的波动值为0.3％，而采用一次型挤压成型，其轴向密度的波动值达到了3％，显然本发明根据变相点分阶段进行挤压成型的成型效果远远优于一次性挤压成型的工艺，即验证了本发明工艺流程的正确性和稳定性。
本发明根据相变点以及晶粒尺寸，采用多步骤多阶段进行塑性挤压成型，分三次挤压成型，且压力先增后减，相对于传统的一次性挤压成型，本发明可减少压力在挤压过程中的衰减以及应力集中，可有效提高微齿轮在成型过程中轴向密度分布的均匀性，保证成型界面的清晰，无裂纹，提高挤压质量，且模具受单向挤压，使用寿命长，微齿轮的长径比任意可调。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具的成型挤压方法，其特征在于，电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具，包括凸模、内套、凹模和顶模；所述内套上端开设用于装填钛合金坯料的通孔，通孔上端的圆锥面与凸模下端的锥度相配合；所述凹模装配于内套底端的沉孔中，内套底部安装于顶模上端的沉孔中；
所述凸模与内套、钛合金坯料与内套、凹模与内套、顶模与内套之间的配合间隙为10μm～20μm；
所述内套通孔下端圆锥面的小端面直径不大于凹模模腔的齿顶圆直径20μm，且锥度小于1:6；
所述顶模上的通孔直径大于钛合金微齿轮齿顶圆直径1mm～2mm；凹模的高度小于内套沉孔深度0μm～10μm，顶模通孔的高度大于等于2倍的凹模高度；
所述模具硬度为90HR～105HR，弹性模量为10.5GPa～13.5GPa的石墨材料；
成型挤压方法包括：
S1、在55MPa～70MPa压力下，对钛合金坯料进行预挤压，使钛合金坯料的孔隙率降低5％-9％；
S2、在真空环境，升温速度为25℃/s～40℃/s下，对钛合金坯料加热至400℃-500℃，保温0.5h，降压至0.01～0.03MPa，进行钛合金坯料脱气；
S3、钛合金坯料装填于内套的通孔中，凸模装配于内套中，凹模装配在内套底部的沉孔结构中，再将内套组装在顶模上端的沉孔结构中；
S4、将容置有钛合金坯料的模具安装在真空度≤0.01Pa的成型室中，升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对装有钛合金坯料的模具通交流电，以电流流过钛合金坯料产生的焦耳热对钛合金坯料进行加热，在升温至680℃-800℃时保温280s～300s，并对凸模大端面施加150N-200N的挤压力，挤压时间为2s-4s，变形速率为0.10s-1～0.13s-1；
S5、在升温速度为2℃/s～40℃/s的条件下对钛合金坯料进行加热，在升温至995℃-1100℃时保温300s～400s，并对凸模大端面施加200N-310N的挤压力，挤压时间为2s-5s，变形速率为0.19s-1～0.24s-1；
S6、在降温速度为5℃/s～30℃/s的条件下对钛合金坯料进行降温，在降温至700℃-900℃时保温30s～400s，并对凸模大端面施加120N-180N的挤压力，保持变形速率为0.05s-1～0.1s-1，直至挤压得到钛合金微齿轮，并停止通电；
S7、通过水冷、气冷或空冷对钛合金微齿轮冷却。
2.根据权利要求1所述的电场辅助的钛合金微齿轮挤压成型模具的成型挤压方法，其特征在于：所述S5中，升温速度为2℃/s～40℃/s对钛合金坯料进行加热，在升温至1000℃时保温350s，并对凸模大端面施加260N的挤压力，挤压时间为3s，变形速率为0.20s-1～0.23s-1。
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