[發明專利]高溫合金矩形環軋件熱脹形成形為異形環件的方法

有效

• 申請號: 201110377020.7
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102513442A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 魏志堅;王龍祥;吳濤;崔一平;謝永富;張海燕
• 申請（專利權）人: 貴州安大航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21D31/04
• 分類號: B21D31/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種環件的脹形方法，特別是涉及了高溫合金矩形環軋件熱脹形成形為異形環件的方法。

背景技術

高溫合金矩形環軋件(指縱截面是矩形截面的環軋件)或異形環軋件(指縱截面是非矩形截面的環軋件)采用環軋機軋制后，由于受軋制工藝及設備局限性的影響，其尺寸精度一般不高；只有在環軋件形狀較理想和設備性能較優異的情況下，其尺寸精度才能達到相應尺寸的3‰～5‰(千分之三至千分之五)，而且軋制后的環軋件由于應力較大，在后續加工工序中如果控制不好易產生翹曲、變形甚至開裂等缺陷。

2009年2月18日公開的中國發明專利說明書CN?101367104A公開了一種汽輪發電機護環外補液液壓脹形強化工藝，該工藝方法通過外設高壓泵并使其產生的高壓液體通過高壓缸內的通道，然后經由模具部分中的減力柱內的通道注入固定的上錐模與移動的下錐模及護環形成的封閉空間，使護環在液體壓力的作用下發生塑性變形來脹形護環，以達到強化護環、提高護環成形精度的目的，從該專利說明書附圖可以看出所述護環即矩形環件。該方法由于是靠液體與環件的內圓周面的柔性接觸來冷脹形矩形環件，因此，只能適合一些變形抗力小材料，其主要作用是強化環件，對于變形抗力較大的材料例如高溫合金及把矩形環件脹形成異形環件則不適用；并且該方法對于如何通過脹形來提高環件的尺寸精度也未詳細披露，只是籠統地得出可以達到提高護環成形精度的目的，即該方法不能解決現有技術中存在的環軋件尺寸精度低的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種采用脹形塊來實現高溫合金矩形環軋件熱脹形成形為異形環件的方法，該方法通過一次大變形和連續三次小變形對所述高溫合金矩形環軋件進行脹形，獲得了尺寸精度高的脹形異形環件。

為解決上述技術問題，本發明所述高溫合金矩形環軋件熱脹形成形為異形環件的方法，其技術方案包括以下步驟：

把加熱到1000℃～1020℃的高溫合金矩形環軋件套裝進脹形機，使其內環面套在經預熱到260℃～320℃的脹形塊的外圓周面外圍，所述脹形塊的外圓周面具有與最終脹形成形的異形環件的內圓周面相配合一致的形狀，此時，徑向滑塊處于合攏狀態；

啟動脹形機對芯軸滑塊施加軸向拉力F使其沿軸向向下移動并沿所述徑向滑塊的內孔錐面擠壓徑向滑塊使各徑向滑塊沿徑向同步移動擴散，裝在徑向滑塊外圓周面上的脹形塊從矩形環軋件的內圓周表面沿徑向擠壓該矩形環軋件，矩形環軋件發生內、外徑尺寸擴大及壁厚減薄塑性變形為異形環坯，完成第一次脹形；在本次脹形過程中，所述矩形環軋件的脹形溫度為1000℃～1020℃，脹形時間為30～40s，保壓時間為20～25s，脹形變形量為10～12％；

脹形機驅動芯軸滑塊在徑向滑塊內沿軸向向上移動，并驅動徑向滑塊沿徑向同步移動合攏使脹形塊脫離脹形后的異形環坯，啟動脹形機的工作臺上的導輥使其驅動所述異形環坯沿中心軸線旋轉45°，完成異形環坯的第一次旋轉；

按上述第一次脹形的操作對經過第一次脹形后的異形環坯進行第二次脹形，在本次脹形過程中，所述異形環坯的脹形溫度為960℃～980℃，脹形時間為20～30s，保壓時間為10～15s，脹形變形量為1.8％～2％；

按上述第一次旋轉的操作對經過第二次脹形后的異形環坯進行第二次旋轉，本次旋轉，所述異形環坯與第一次旋轉方向同向再旋轉45°；

按上述第一次脹形的操作對經過第二次脹形后的異形環坯進行第三次脹形，在本次脹形過程中，所述異形環坯的脹形溫度為930℃～950℃，脹形時間為20～30s，保壓時間為10～15s，脹形變形量為1.3％～1.5％；

按上述第一次旋轉的操作對經過第二次脹形后的異形環坯進行第三次旋轉，本次旋轉，所述異形環坯與第一次旋轉方向同向再旋轉45°；

按上述第一次脹形的操作對經過第三次脹形后的異形環坯進行第四次脹形，在本次脹形過程中，所述異形環坯的脹形溫度為900℃～920℃，脹形時間為30～40s，保壓時間為25～28s，脹形變形量為1.2％～1.4％；

脹形結束后，向上移動芯軸滑塊，合攏徑向滑塊，取出經脹形后的異形環件。

上述高溫合金優選材料牌號為GH4169的高溫合金。

所述脹形機對芯軸滑塊施加的軸向拉力F按下式計算確定：

F＝ξ×σ_0.2×S

式中：

ξ——脹形機脹形系數，本發明取1.26～1.52；

σ_0.2——脹形溫度下高溫合金材料的屈服強度(MPa)，GH4169合金取380MPa～430MPa；