[發(fā)明專利]鈦合金緊固件冷鐓成型工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110341854.2
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102397976A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 劉霆
• 申請（專利權）人: 寶雞市星聯鈦金屬有限公司
• 主分類號: B21K1/44
• 分類號: B21K1/44;B21J5/08;B21J1/02
• 代理公司: 寶雞市新發(fā)明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文

技術領域

鈦合金緊固件是現代航空航天結構中最常用的零件。近年來，航空工業(yè)對高強鈦合金桿形緊固件的需求急劇增加。與鋼制品相比，鈦螺栓、螺釘比強度高，質量也輕得多。以鈦制緊固件取代鋼制緊固件，不必改變結構形式就可明顯減輕飛機質量、延長其使用壽命、提高飛行技術特性及使用可靠性，在化工行業(yè)的耐蝕設備上及復合材料結構的連接中，為減輕電偶腐蝕，更需采用鈦緊固件，在艦船制造中，鈦制零配件更是必不可少的基礎材料，而本技術就是一個低成本加工鈦緊固件的新工藝。

背景技術

鈦緊固件目前的工藝基本為車削加工，有些桿部和頭部變形比例比較大的異形件還是無法解決的難題，也給工業(yè)設計造成難度，有的設備設計出來，卻因為零配件無法加工而重新設計圖紙。車削加工既浪費材料，工效也低，直接造成鈦制零配件成本高，影響到其推廣和應用。

緊固件的桿部和頭部一般有50％左右的變形比，如果用車削工藝生產，將要用到線切割，車床、銑床、鉆床、攻絲機等設備，原料為鈦棒材，而且加工工藝為單件加工，效率大約日產(兩班)200件，車銑工序是主要的瓶頸，而且產生50％的鈦屑，材料利用率只有50％，最終產品成本居高不下。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一種鈦合金緊固件冷鐓成型工藝，該工藝首先解決的問題是節(jié)約材料，鈦是稀缺資源，如果使用該工藝將節(jié)約材料50％以上，使資源發(fā)揮更大的價值。其次該工藝將在現有基礎上提高工效10-15倍，使生產效率大大提高，可滿足各行業(yè)對鈦制緊固件的需求。綜合來看單件成本將大幅下降70％，對鈦制品的推廣應用起到立竿見影的效果。

具體地說，鈦合金緊固件冷鐓成型工藝，其特征是首先選取布氏硬度小于100的盤卷退火狀態(tài)的鈦材料，在拉拔時采用小道次工藝，即每次退火后的變形增加一個道次，每個道次加工量為上個道次加工量的50％；拉拔好的盤卷材料送入高強度多工位冷鐓機，至少通過兩次冷鐓成型制成，且每次冷鐓成型變形量不超過50％。

本發(fā)明新工藝的應用將可提高工效10-15倍，材料利用降低50％，使得整體成本下降70％以上。新工藝生產的鈦緊固件從經濟價值來比較，將比不銹鋼的同類產品具有更高的性價比，將使該產品的應用領域迅速擴大數倍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明冷鐓工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明成型原理示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施按照圖1-2所示的流程實現：

(1)選配材料：我們選取的材料為盤卷退火狀態(tài)的鈦材料，在前期的鈦錠熔煉時要選取一級以上的海綿鈦，熔煉后的鈦錠要符合TA1?ELI的標準，布氏硬度小于100，才可以滿足冷鐓變形所需的材料塑性。拉拔采用小道次工藝，即每次退火后的變形增加一個道次，道次加工量為傳統工藝的50％，成品完全退火態(tài)。

(2)制備模具：我們選取臺灣產高強度多工位冷鐓機，根據成品的變形情況配備模具，通常為二模或三模，模具為自制，由碳鋼的一次變形改為二到三次變性，模具相應改為二模或三模。

(3)冷鐓成型：將盤卷狀鈦料送到放料架，引一頭進入冷鐓機，以保證連續(xù)工作，冷鐓機的工作流程是，按設定的長度切斷，自動送入第一模，沖頭完成兩次冷鐓變形，加持裝置取出送入第二模，沖頭工作在第二模具進行精密變形為成品，同時切斷機切斷第二件材料并送入第一模。變形較大的根據需要送入第三模。成品被頂出裝置頂出落入收集帶送出機器。

在鈦制緊固件的加工中，新的工藝將借鑒了碳鋼緊固件的部分冷鐓設備和我們自主研發(fā)的模具來實現。

新工藝只用到多工位連續(xù)冷鐓機，和搓絲機，但直接利用這套設備經試驗是不行的，我們從模具到中途的材料配比進行了多次試驗，終于找到了可以連續(xù)鐓制成型的方法，成型和切斷一次完成，省去了車削和銑削的步驟，一次成型的螺桿一致性好，公差由模具的精度來保證，進料選擇了盤卷材料，可以保證連續(xù)生產，而且材料的利用率提高到95％以上，一條生產線的產量可以達到日產10000件。