[發明專利]鈦合金矩形環坯軋制成形為異形薄壁環件的方法

有效

• 申請號: 201310689283.0
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103722107A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 葉俊青;鄒偉;謝永富;夏欲民;蔣禮萍;任騰飛;王學飛
• 申請（專利權）人: 貴州安大航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06
• 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軋制成形方法，特別是涉及了鈦合金矩形環坯軋制成形為異形薄壁環件的方法。

背景技術

隨著環軋技術越來越成熟，環件的設計越來越精細化，異形薄壁環件也隨之產生。這種異形薄壁環件的形狀及尺寸更接近零件的形狀及尺寸，能夠較大限度的減少機械加工余量，從而減少機械加工對環件的鍛造流線的破壞，節省大量貴重金屬材料，提高材料利用率。

2008年10月8日公開的中國發明專利說明書CN101279345A公開了一種鈦合金異形環件的輾軋成形方法，該方法把按規格下料的鈦合金棒料經鐓粗、沖孔、兩次軋環制坯、再把坯料裝進軋環機輾軋模具內輾軋成形，通過在連續兩次軋環制坯過程中采取小變形量成形的方式和在各工藝步驟中控制準確的變形量，軋制出了組織和性能良好的異形環件。對于壁厚較薄的異形環件采用上述方法生產時，由于坯料的設計不合理或軋制參數（如芯輥的進給速度等）控制不當都會影響軋制過程不能順利完成，會出現斷斷續續的軋制現象，嚴重影響環件的質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種芯輥的合理進給方式，并且根據鈦合金異形薄壁環件的形狀及尺寸反推設計鈦合金矩形環坯，從而實現鈦合金矩形環坯軋制成形為異形薄壁環件，該方法使軋制過程能夠連續、穩定地進行。

為解決上述技術問題，本發明所述鈦合金矩形環坯軋制成形為異形薄壁環件的方法，其技術方案包括以下步驟：

把按規格下料的鈦合金棒材加熱到相變點以下30℃的鍛造溫度，經鐓粗、沖孔后，預軋成矩形環坯。

將預軋環坯重新加熱到鍛造溫度后，裝入軋環機。啟動軋環機，將軋環機的主輥轉速調至1.5rad/s，錐輥轉速調至1.0rad/s。錐輥的主要起限制環件沿軸向上往上攀升和平整端面的作用。以300KN～3600KN的軋制力將芯輥的進給速度從1.6mm/s逐漸增大至2.8mm/s，使矩形環坯與芯輥連續轉動，并使矩形環坯不斷被咬入軋制孔型中，從而保證了后續軋制過程能夠連續、平穩地進行。當軋制過程趨于穩定的時候，將芯輥的進給速度控制在2.8mm/s不變，金屬材料主要沿軸向、徑向流動，使軋制孔型被不斷的填充，矩形環坯逐漸成形為異形中間坯，而異形中間坯的外徑在這過程中幾乎沒有變化。當軋制孔型被填充至一定程度時，將芯輥的進給速度從2.8mm/s逐漸減小至0.4mm/s。金屬材料主要沿異形中間坯的切線方向流動，使異形中間坯迅速長大，主要表現在異形中間坯的內、外徑增大、壁厚減小。當異形中間坯的外徑達到了要求尺寸時，繼續減小芯輥的進給速度，消除異形薄壁環件橢圓度，完成異形薄壁環件的校圓，并且繼續填充軋制孔型中未被填滿的尖角處，從而獲得形狀、尺寸合格的異形薄壁環件。

更進一步地，矩形環坯尺寸的計算方式如下：

矩形環坯的高度為：

H₁=H₂；

其中：H₁為矩形環坯的高度；

H₂為異形薄壁環件的高度。

矩形環坯的內徑為：

d=dmaxk-(dmax-dmin)2-ΔH]]>

其中：d為矩形環坯的內徑；

k為軋制比，取1.2～2.0；

d_max為異形薄壁環件的最大內徑；

d_min為異形薄壁環件的最小內徑；

ΔH為芯輥的總進給量。

根據體積相等原則可獲得矩形環坯的外徑。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：