[發(fā)明專利]一種鈦合金管形件鍛造成型工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310317421.2
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103358100A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海云;姚春臣;王德明;魯蔚;鐘建武;羅青云;徐劼;陳興云;劉贊輝;段良輝;王金玲;肖乾發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 江南工業(yè)集團有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21J5/06;C21D1/26;C21D9/08
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦合金管形件鍛造成型工藝方法，屬鍛壓技術(shù)領(lǐng)域，它特別適應(yīng)于對TC9、TC11鈦合金材料進行管形鍛造成型。

背景技術(shù)

鈦合金具有密度低、耐腐蝕、強度高等優(yōu)點，在軍民品中的應(yīng)用已越來越廣泛。熱強鈦合金是指具有較高的高溫強度的鈦合金，如TC9、TC11鈦合金，由于其具有較高的高溫強度，所以熱加工的難度較大，特別是管形件的加工難度更大。背景技術(shù)中，目前國內(nèi)加工TC9、TC11等熱強鈦合金管形件一般都是采用機械切削加工或者是斜軋加工的方法。當(dāng)采用機械切削加工方法加工鈦合金管形件時，由于TC9、TC11鈦合金的高溫強度大，鉆孔尤其是鉆深孔時難度非常大，且材料消耗大，由于鈦合金材料的價格高，導(dǎo)致成本大幅增高；當(dāng)采用斜軋加工方法加工鈦合金管形件時，需要專用的斜軋加工設(shè)備，特別是在軋制過程中TC9、TC11鈦合金管形件的內(nèi)孔易出現(xiàn)折疊狀皺褶甚至裂紋。為了克服以上不足，對鈦合金管形件鍛造成型工藝方法進行了研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種鈦合金管形件鍛造成型工藝方法，它采用預(yù)鉆導(dǎo)引通孔、沖孔、擴孔、拔長及收口整形等方法，通過對TC9或TC11鈦合金的加熱溫度和保溫時間的控制，可防止TC9或TC11鈦合金的晶粒粗化，確保TC9或TC11鈦合金的金相組織和力學(xué)性能不受影響，有效降低鈦合金材料消耗，節(jié)約成本，同時避免內(nèi)孔出現(xiàn)折疊皺褶甚至裂紋。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是它包括以下步驟：

（1）制造錐形沖子、芯棒工具

根據(jù)TC9或TC11鈦合金管形件的加工尺寸，預(yù)先設(shè)計制造鍛造用的錐形沖子和芯棒工具；

（2）坯料制備

根據(jù)管形件的加工尺寸，用TC9或TC11鈦合金棒料下料形成坯料，坯料的長徑比為3～4，制備的坯料無裂紋缺陷；

（3）預(yù)鉆導(dǎo)引通孔

在坯料側(cè)端面的中心位置軸向預(yù)鉆導(dǎo)引通孔，導(dǎo)引通孔的孔徑為坯料外徑的30%～40%，同時導(dǎo)引通孔的孔徑小于管形件的設(shè)計內(nèi)徑；

（4）坯料加熱及保溫

坯料置于能夠準確控溫的加熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度為1000～1050℃，坯料加熱到1000～1050℃時，對坯料進行2～3分鐘爐內(nèi)保溫；

（5）預(yù)熱錐形沖子和芯棒

錐形沖子和芯棒置于加熱爐內(nèi)預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200～300℃；

（6）錐形沖子擴孔

加熱保溫后的坯料從加熱爐內(nèi)取出并用工裝固定，錐形沖子沿坯料導(dǎo)引通孔方向擴孔，擴孔過程中如坯料溫度下降，將坯料進行返爐加熱到1000～1050℃，直至達到擴孔工藝要求，擴孔工序完成后，將坯料返爐加熱到1000～1050℃，并進行2～3分鐘爐內(nèi)保溫；

（7）芯棒擴孔

加熱保溫后的坯料從加熱爐內(nèi)取出并用工裝固定，芯棒套入坯料已形成的內(nèi)孔中，通過鍛錘環(huán)向鍛擊坯料，芯棒對內(nèi)孔內(nèi)徑進行擴展，擴孔過程中如坯料溫度下降，將坯料進行返爐加熱到1000～1050℃，直至孔徑達到擴孔工藝要求，形成鈦合金管形件；

（8）拔長

管形件置于加熱爐內(nèi)進行加熱，加熱溫度為1000～1050℃，加熱完成后，將管形件通過夾具固定于機床對管形件進行拔長加工，拔長加工過程中如管形件溫度下降，將管形件進行返爐加熱，返爐加熱溫度控制為930～970℃；

（9）收口整形

管形件用工裝固定，對管形件兩端的沿口和內(nèi)外側(cè)璧進行收口和整形，收口和整形過程中如管形件溫度下降，將管形件進行返爐加熱，加熱溫度控制為930～970℃；

（10）外觀及尺寸檢驗

收口整形后，對管形件的外觀及尺寸進行檢驗；

（11）雙重退火熱處理

對檢驗合格的管形件采用高、低溫雙重退火方法進行退火處理，第一次退火溫度為930～970℃，第二次退火溫度為530℃～570℃；

（12）機械精加工

根據(jù)工藝要求對管形件進行機械精加工。

本發(fā)明同背景技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果：

1、采用該方法不需要復(fù)雜的設(shè)備和模具，所需的工具簡單，可有效降低鈦合金材料消耗，節(jié)約成本，同時避免內(nèi)孔出現(xiàn)折疊皺褶甚至裂紋。

2、通過擴孔、拔長及收口整形過程中對溫度和保溫時間的嚴格控制，同時在退火時采用雙重退火處理方法，有效防止了TC9或TC11鈦合金的晶粒粗化，保證TC9或TC11鈦合金的金相組織和力學(xué)性能符合國家有關(guān)標準要求。

3、該工藝方法簡單易行，產(chǎn)品合格率高。

附圖說明