[發明專利]制造異形截面環軋產品的方法

有效

• 申請號: 201580082091.0
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN108472710B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: T.維圖爾斯基;J.伊內;S.特施納;C.米勒
• 申請（專利權）人: 奧托福克斯兩合公司
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06;B21C51/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

一種采用過程監控式控制的環軋機可再現地制造用于旋轉應用的異形截面環軋產品的方法，所述異形截面環軋產品尤其由具有裂紋敏感性的金屬環坯制成。所述方法包括以下步驟：借助用所述環軋機成型為其最終形狀的校準樣品、針對特定的待用所述環軋機成型為其最終形狀的環軋產品來定義至少一個貫穿整個軋制時間的關于預選工藝參數的過程窗口，其中，在實施所述方法時所監控的過程參數的一個或多個過程窗口通過其軋制產品滿足對待制造的環軋產品所提出的要求的那些校準樣品的過程參數確定，其中，所述預選工藝參數包括以下工藝參數中的至少兩個：環增長速率，軸向軋制力，徑向軋制力，在軋制過程期間環坯的溫度，和隨后對環坯進行異形截面式環軋以制造環軋產品，其中，關于至少兩個選定的工藝參數檢測軋坯的當前軋制參數并且繼而評估這些工藝參數是否位于預定義的過程窗口內，并且只有那些利用位于所述過程窗口內的工藝參數環軋出的環軋產品進入到進一步加工和/或處理中。

本發明涉及一種制造異形截面環軋產品的方法。此外，本發明還涉及一種由鎳基合金構成的旋轉的驅動機構部件(Triebwerksteil)，該驅動機構部件用所述方法制造。

除了鍛造以外，環軋作為熱成型方法也被用于制造環形件、尤其異形截面環形件。在鍛造中，事先加熱到鍛造溫度的坯件在鍛模中通過熱成型形成其期望的形狀，而在環軋中，事先加熱的環坯通過一個或多個軋制步驟被軋制成期望的形狀。相對于鍛造的過程，環軋在用環軋機成型的環軋產品方面被視為靈活得多。徑向軸向軋制裝置經常被用于異形截面環軋(或稱為異形截面環件軋制)。在這種環軋機中，在一個軋制步驟中同時減小環高度和環壁厚度二者，更確切地說是在形成分別期望的輪廓期間。為了從環坯獲得期望的環軋產品，通常需要以多個步驟實施環軋工藝。在每個環軋步驟之間重新加熱或再加熱環坯。

每個環軋機均具有用于控制軋制過程的控制裝置。通過該控制來監視某個工藝參數、例如環增長速率(或環生長速率)、軸向軋制力和徑向軋制力或還有在軋制過程期間經軋制的環坯(Walzling)的溫度。在所述控制中，在相應的工藝參數方面分別規定一個值。由于相應環坯的幾何形狀中的公差和環坯在軋制期間的特性，在環幾何形狀中和/或在制成的環軋產品的組織(或結構)中可能出現缺陷。因此，對于有最高要求的部件，環軋被認為不具有足夠的工藝可靠性。并且因此，在環軋產品僅允許具有窄的公差范圍并且應該在該公差范圍內可再現地制造的應用中，環軋不被使用或僅被用作后續模鍛步驟的準備步驟。在以高轉速旋轉的部件中、例如在飛機渦輪機或燃氣渦輪機的部件中，對成型產品的性能特征提出了高要求。因此，這種構件、例如驅動機構盤或類似的構件由鍛造坯件通過模鍛成型。由于與環軋相比工藝參數的數量較少，因此尤其當對部件提出在窄的公差范圍下的高要求時，這些部件可以用模鍛可再現地并且由此不需要手動干預地制造。由于軸向和徑向軋制間隙中增大的變形和通過在軋制裝置的控制中執行的調控，被軋制環形件的周向上的變形不是恒定的。這可能導致環形件的周向不均勻組織，該周向不均勻組織可能導致驅動機構盤的不均勻性質。在被監控的工藝參數的較大偏差的情況下，可能需要在軋制過程中實施手動干預。此外，不能檢查環軋產品實際上是否滿足設置的前提條件。出于此原因并且由于不能排除手動干預，應該在特別窄的公差范圍內制造的環軋產品被視為不具有或不具有足夠的可再現性。

即使這種承受高負荷的旋轉部件、例如驅動機構盤可以由鎳基合金通過模鍛可再現地制造，在模鍛的情況下也必須忍受某些缺陷。被視為不利的是，偶爾在鍛造中不可避免地在鍛造產品上產生毛刺，該毛刺在成型過程之后應該被除去。這需要另外的加工步驟。典型用于這種部件的材料、例如鎳基合金從材料用量來看相對較昂貴。因此，在鍛造中不可避免的且事后需要去除的毛刺就鍛造產品而言導致更高的材料用量。此外，由于鍛造產品的所需形狀而常常出現這種缺陷，即，鍛造產品的組織有時在一些區域中不符合細粒度的要求，因為在這些區域中盡管成型還是發現了粗粒。這只能通過材料增厚克服，然而這是不希望的。

因此，基于所討論的現有技術，本發明的技術問題在于，提供一種環軋方法，利用所述環軋方法可以制造具有最高特性要求和公差范圍的構件(或零部件)，并且同時滿足可再現的要求，這些構件可以用于承受負荷的環境中的旋轉應用。