[發明專利]鈦合金閃光焊環件的熱脹形方法

有效

• 申請號: 201110377531.9
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102397937A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 魏志堅;段忠園;周紅;王龍祥;葉俊青;陳強;葛金峰
• 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，特別是涉及了鈦合金閃光焊環件的熱脹形方法。

背景技術

鈦合金閃光焊環件在焊接成形后，由于受焊接工藝的影響，焊接的環件在其圓周上有一條直邊，加上焊接后環件應力較大會使環件產生翹曲、變形，導致其成不規則的圓環狀，其尺寸精度較差，一般情況下焊接的環件需經整圓達到要求的尺寸后才能使用。

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。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鈦合金則不適用；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閃光焊環件的整圓和尺寸精度較差的問題。

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鈦合金閃光焊環件的熱脹形方法，該方法通過一次脹形整圓和連續二次小變形量對所述鈦合金閃光焊環件進行脹形，獲得了尺寸精度高的脹形環件。

為解決上述技術問題，本發明所述鈦合金閃光焊環件的熱脹形方法，其技術方案包括以下步驟：

把經退火處理后的鈦合金閃光焊環件加熱到750℃～850℃后套裝進脹形機，使其內環面套在經預熱到260℃～300℃的脹形塊的外圓周面外圍，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環件的內圓周表面沿徑向擠壓該環件，環件發生內、外徑尺寸擴大及壁厚減薄塑性變形，完成第一次脹形；在本次脹形過程中，所述環件的脹形溫度為750℃～850℃，脹形時間為10～15s，保壓時間為8～9s，脹形變形量為0.1％～0.15％；

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環件，啟動脹形機的工作臺上的導輥使其驅動所述環件沿中心軸線旋轉45°，完成環件的第一次旋轉；

按上述第一次脹形的操作對經過第一次脹形后的環件進行第二次脹形，在本次脹形過程中，脹形溫度為730℃～830℃，脹形時間為22～32s，保壓時間為18～20s，脹形變形量為0.7％～0.9％；

按上述第一次旋轉的操作對經過第二次脹形后的環件進行第二次旋轉，本次旋轉，所述環件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環件進行第三次脹形，在本次脹形過程中，所述環件的脹形溫度為700℃～800℃，脹形時間為33～43s，保壓時間為28～30s，脹形變形量為0.8％～1％；

脹形結束后，向上移動芯軸滑塊，合攏徑向滑塊，取出經脹形后的環件。

上述鈦合金的牌號為Ti6Al4V。

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——脹形溫度下鈦合金材料的屈服強度(MPa)，Ti6A14V合金取70MPa～400MPa；

S——環件的縱截面面積(mm²)。

所述環件在熱態下的脹形尺寸按以下公式計算確定：

D＝D₀(1+β_t)+d

式中：

D——環件經脹形后處于熱態下的內徑尺寸(mm)；

D₀——環件經脹形后處于冷態下的最終產品內徑尺寸(mm)；

β_t——環件在脹形溫度下的溫度補償系數(％)，Ti6Al4V合金取0.7％～0.9％；

d——環件脹形后內徑尺寸的回彈量(mm)，Ti6Al4V合金取3～5mm。