[發明專利]一種鈦合金大型異形環鍛造成形方法

無效

• 申請號: 201410378345.0
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104191168A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 張華;吳永安;王華東;孫傳華;任永海;張建軍;楊家典;鐘禮彬;楊汝彪
• 申請（專利權）人: 貴州航宇科技發展股份有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 貴陽天圣知識產權代理有限公司 52107
• 代理人: 杜勝雄

技術領域

本發明涉及大型異形環件鍛造方法，尤其涉及一種鈦合金大型異形環鍛造成形方法。

背景技術

飛機發動機機匣類鍛件，其所用材料一般為難變形材料，且鍛件較大，高度較高，受工藝水平和設備能力的限制，一般采用分段軋制為矩形環件后在機加焊接的方法進行生產。以上工藝方法的缺點：浪費大量材料，增加機加工時，破壞了鍛件的完整性，使產品在焊接處的性能下降。

中國發明專利說明書CN?102489596?B公開了一種鈦合金矩形環軋件熱脹形成形為異形環件的方法：把加熱的鈦合金矩形環軋件套裝在脹形機內經預熱的脹形塊外圍，啟動脹形機使脹形塊從環軋件的內圓周表面沿徑向擠壓環軋件并變形10～12％后成為異形環坯，完成第一次脹形，再使異形環坯沿中心軸線旋轉45°完成第一次旋轉；之后，再按上述操作對異形環坯進行變形量為1.8％～2％的第二次脹形及第二次旋轉，變形量為1.3％～1.5％的第三次脹形及第三次旋轉，以及變形量為1.2％～?1.4％的第四次脹形后得到異形環件，以上方法雖然解決了大型鍛件一次成型問題，但該方法通過專用的脹形機進行脹形，對于圓錐度較大的異形環件，需要的軸向拉力大，工藝過程復雜，同時需要對環件反復裝夾，操作過程復雜，生產效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈦合金大型異形環鍛造成形方法，解決現有技術中原材料浪費、機加工時增加、鍛件完整性被破壞、鍛件綜合性能下降等技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種鈦合金大型異形環鍛造成形方法，依次包括將所述鈦合金棒材加熱、鐓粗、沖孔、擴孔、軋制步驟，其中：所述擴孔步驟包括利用傾斜的馬杠、沖頭擴孔，具體步驟如下：

步驟一，棒材加熱

將鋸切好的鈦合金棒材加熱至相變點以下30℃并保溫，保溫時間為：棒材的厚度×6min/10mm；

步驟二，鐓粗、沖孔

將加熱并保溫好的鈦合金棒材進行鐓粗、沖孔，獲得環坯A；

步驟三，擴孔

將馬杠一端墊高放在馬架上，上砧對環坯A施加壓力F1，同時用機械手轉動環坯A，使環坯A擴大并變形為帶錐度的異形環坯B；

步驟四，脹形

將沖頭放入異形環坯B的上端，上砧對沖頭施加壓力F2，使得沖頭壓入異形環坯B內，獲得異形環坯C；

步驟五，軋制

將異形環坯C放在環軋機上，主輥模具的轉速為1.5rad/s，芯輥模具以一定的進給速度和壓力F3對異形環坯C進行環軋，最終獲得鍛件。

所述步驟三中上砧對環坯A施加壓力F1為3000T～4000T。

所述步驟三中上砧對沖頭施加壓力F2為4500T～6000T。

所述步驟四中芯輥模具的壓力F3為650T。

所述步驟四中芯輥模具的進給速度分為三個階段：

軋制咬入階段，芯輥進給速度由0mm/s增加到0.3mm/s；

穩定軋制階段，芯輥進給速度由0.3mm/s增加到0.5mm/s；

校圓、整形階段，芯輥進給速度由0.5mm/s逐漸減小到0.1mm/s。

所述步驟三中馬杠一端墊高后，與其另一端的高度差為50mm～100mm。???????????

所述鈦合金牌號為TC4。

所述鍛造成形的異形環件，其內徑尺寸范圍為Φ1380mm～Φ2000mm，壁厚為100mm～150mm，高度為300mm～775mm。

本發明的有益效果：采用傾斜的馬杠、沖頭進行擴孔，工藝方法簡單實用，通過傾斜的馬杠使環坯形成錐度，再通過沖頭將一定錐度環坯擴孔，最后軋制獲得整體成形的鍛件，減少了原材料浪費和機加工時，保持了鍛件完整性和良好的綜合性能。

附圖說明

圖1?為馬杠擴孔安裝圖；

圖2?為馬杠擴孔效果圖；

圖3?為沖頭擴孔安裝圖；

圖4?為沖頭擴孔效果圖；

圖5?為軋制安裝圖；

圖6?為軋制效果圖；

圖中，1—環坯A，2—馬杠，3—上砧，4—環坯B，5—沖頭，6—環坯C，7—芯輥模具，8—主輥模具，9—鍛件。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的附圖和實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。