[實用新型]鍛件脫模用冷卻器

無效

• 申請號: 200620047982.0
• 申請日: 2006-11-21
• 公開（公告）號: CN201067784Y
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 丁華榮;金偉國;王文兵;徐靜艷;周奠華;王建平
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21J1/06
• 分類號: B21J1/06;B21J13/14
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本實用新型涉及冶金行業高溫合金模鍛件的生產設備，尤其是指高溫合金模鍛件的脫模工具。

背景技術

用于特殊用途的高溫合金、鈦合金零部件，其典型的制備工藝流程是：(1)制作一個與高溫合金、鈦合金鍛件尺寸、形狀匹配的模具，該模具材料采用可變形GH4169合金，也可以采用澆鑄高溫合金K3等材料；(2)采用等溫鍛造生產工藝，利用模具將高溫合金、鈦合金坯料壓制成合金模鍛件；(3)脫模，將成型的合金模鍛件從模具內脫出；(4)機加工，將成型的合金模鍛件，加工成鈦合金零部件。因此，合金模鍛件生產過程中，脫模是不可缺少的工序。

一種用于某高新動力裝置的GH4169合金細晶環鍛件，形狀相當于一個筒體，見圖1，在生產這種鍛件時，由于GH4169合金具有高膨脹系數、變形抗力很大的特點，使該鍛件在生產中遇到了“脫模難”并由此產生了如下問題：

1.因鍛壓所需的溫度使模具強度下降而導致模具變形顯著而迅速，影響GH4169合金細晶模鍛件的產品外形合格率，一般低于60％，且模具使用壽命很短。

2.鍛件和模具之間，存在相當大的脫模阻力，必須要將鍛件和模具都冷卻到600℃以下，才能減小脫模阻力，實現順利脫模，這是因為600℃以下，GH4169合金線膨脹系數較低。而這一過程一般需要不少于30分鐘的時間，有時甚至超過1小時，致使模鍛的生產效率低下。

3.由于脫模需要有較長的冷卻過程，在此期間會導致GH4169合金模鍛件中脆性δ相的析出增加和引起GH4169合金中時效強化相粗化而強度下降等諸多弊病。

筒體狀模鍛件的模鍛脫模阻力一般都很大，特別是采用了同鋼種的材料制作模具后脫模阻力會更大。為了減小高溫合金模鍛件的脫模阻力，確保模鍛件順利脫模，往往采用加大脫模角度的方法來解決，國內某航空鍛造廠模鍛GH4169筒體狀鼓筒軸時，為克服脫模阻力，解決脫模問題，設計的脫模角度高達15°以上，但在實際生產過程中，由于鍛件和模具的接觸面積較大，脫模阻力還是很大，脫模仍十分困難，產品報廢嚴重，生產效率低下，而且脫模角度越大，相對成品零件模鍛件余量越大，機加工零件所得率越低，甚至低至收得率10％左右。這是國內高溫合金筒體狀模鍛件生產成本較高，利潤較低的主要原因；另外由于GH4169合金鍛件的變形抗力大，所需的鍛壓溫度高，也容易使模具的強度下降、變形、使用壽命縮短，國內一些單位采用300～400℃的較低模具使用溫度的方法來提高模具的強度，延長模具的使用壽命，但在鍛造過程中因較低模具溫度導致模鍛產品δ相析出不良，產品質量難以得到保證。

國外一般采用擠壓機將筒體狀鍛件擠壓成型，但擠壓成型成品，還存在著無法獲得良好的10級細晶組織及GH4169筒體狀鍛件的外形合格率不高的問題；另外國外也采用熱模鍛方法進行成型，通過適當加大脫模角，并用相應的設備，施加大推力進行脫模的方式來實現GH4169合金筒體狀鍛件的生產，與之比較，我公司尚不具備大推力脫模的設備條件，現有設備的脫模力矩無法保證順利脫模。

脫模問題成為GH4169合金環鍛件工藝環節上的瓶頸，阻礙了該鍛件和同類產品的開發和正常生產。

實用新型內容

本實用新型的目的是：設置一種鍛件脫模用冷卻器，通過利用冷卻器冷卻模鍛件和模具，一方面，迅速降低成型模鍛件的溫度，通過減小模鍛件的膨脹系數來減小合金模鍛件的脫模阻力，使模鍛件脫模方便；另一方面，縮短脫模過程所需時間，減小和避免模鍛件和模具間的不良熱傳導所帶來的鍛件質量和模具壽命下降的問題，提高產品外形和內在質量合格率，延長模具使用壽命。

為達到上述技術效果，本實用新型采用的技術方案是：設計一種鍛件脫模用冷卻器，該冷卻器呈筒形，其下部外形與待冷卻鍛件的內腔形狀相適應，這樣在每次模鍛結束后，將冷卻器置于模鍛件的內腔中，冷卻器的外緣與模

所述冷卻器的上部內腔與上模錘頭外形相適應。這樣，可以在冷卻模鍛件同時冷卻上模錘頭，當將上模錘頭置于冷卻器內腔中時，上模錘頭外緣與冷卻器內腔能更好地接觸，達到較好的傳熱和冷卻效果。

所述冷卻器內腔下底面上設有一冷卻水容置孔。在冷卻器使用時，要在其內腔中專門的底孔內灌滿冷卻水。此舉可以達到較理想冷卻效果，經試驗，如不置放足夠的冷卻水，冷卻效果就會明顯下降。

本實用新型由于采用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

1.模鍛結束后，迅速將冷卻器置于鍛件內腔中，使鍛壓后的鍛件迅速冷卻脫模變得容易，一直存在的鍛件脫模瓶頸難題得以徹底解決。