[發(fā)明專利]特大型鈦合金整框模鍛件熱成形用熱包套工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610371598.4
• 申請(qǐng)日: 2016-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN106040928B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;祝力偉;向偉;熊運(yùn)森;朱知壽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院;中國(guó)第二重型機(jī)械集團(tuán)德陽萬航模鍛有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B21J1/06
• 分類號(hào): B21J1/06;B21K29/00;B21J5/02
• 代理公司: 成都希盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51226
• 代理人: 何強(qiáng),楊冬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大型模鍛件的鍛造領(lǐng)域，尤其是一種特大型鈦合金整框模鍛件熱成形用熱包套工藝。

背景技術(shù)

鈦合金具有鍛造溫度范圍窄、變形抗力大、成形難等特點(diǎn)，鈦合金模鍛一般采用坯料加熱后直接模鍛的鍛造工藝生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，鈦合金坯料從加熱爐內(nèi)夾出到壓機(jī)上鍛造，中間過程包含出爐轉(zhuǎn)運(yùn)、擺料和鍛造，期間會(huì)由于輻射傳熱和接觸傳熱等條件的影響，使得鈦合金坯料溫降很快，成型溫度降低，從而導(dǎo)致鍛件外形充滿不佳、組織性能不均勻，嚴(yán)重影響鍛件質(zhì)量。

對(duì)于規(guī)格在(3700～4000)×(1700～2000)×(120～150)mm、投影面積5～7m²的特大型鈦合金整框模鍛件而言，投影面積大，成型時(shí)溫降的影響更大，鍛件成型抗力更大，整體成形難以充滿，組織性能不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種特大型鈦合金整框模鍛件熱成形用熱包套工藝，防止轉(zhuǎn)運(yùn)及生產(chǎn)過程中的坯料表面溫度下降過快，以解決目前特大型鈦合金整框模鍛件生產(chǎn)中鍛件充滿不佳及組織性能不均勻的問題。

本發(fā)明公開的大型鈦合金整框模鍛件熱成形用熱包套工藝，包括如下步驟：

步驟一、準(zhǔn)備鈦合金整框模鍛件生產(chǎn)用的坯料，將鈦合金坯料在加熱爐中預(yù)熱；

步驟二、鈦合金坯料預(yù)熱后出爐，表面均勻涂刷防護(hù)潤(rùn)滑劑，并使坯料自然空冷；

步驟三、運(yùn)行加熱爐開始升溫至鍛造溫度，把涂刷防護(hù)潤(rùn)滑劑的鈦合金坯料放置到加熱爐中進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱爐到溫后進(jìn)行保溫；

步驟四、按鈦合金坯料外形準(zhǔn)備好包套材料，將保溫后的坯料出爐，采用粘接劑將包套材料包裹于鈦合金坯料外表面，包套完成后將坯料重新裝入電爐加熱，加熱至鍛造溫度后即可出爐鍛造。

優(yōu)選地，所述包套材料為硅酸鋁纖維保溫棉。

優(yōu)選地，步驟四中，對(duì)鈦合金坯料進(jìn)行包套的方式如下：

預(yù)鍛第一火包套用保溫棉直接沿坯料外形裁剪后包套即可，在坯料經(jīng)過第一火鍛造之后剩余火次鍛造中，采用包套專用工裝進(jìn)行熱包套，所述包套專用工裝外形與坯料外形相適配，并分別刻畫有各火次的保溫棉裁剪標(biāo)識(shí)線，外輪廓比坯料多出坯料厚度尺寸的一半，在包套專用工裝與坯料外輪廓對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置有限位塊(5)；

采用包套專用工裝對(duì)鈦合金坯料進(jìn)行包套的方式如下：

準(zhǔn)備兩塊包套專用工裝，對(duì)稱擺放，將硅酸鋁纖維保溫棉鋪在包套專用工裝上，沿工裝外形進(jìn)行裁剪，然后在保溫棉上表面均勻撒抹粘結(jié)劑；

將保溫后熱的坯料出爐，平放在粘有粘結(jié)劑的保溫棉上，坯料通過限位塊準(zhǔn)確定位后利用自重與硅酸鋁纖維保溫棉壓實(shí)，通過粘結(jié)劑迅速與坯料下表面粘牢固，然后將坯料翻面，迅速完成與另一塊包套專用工裝上的硅酸鋁纖維保溫棉的粘結(jié)，最后由人工采用耐高溫手套完成側(cè)面的保溫棉與坯料粘結(jié)包套。

優(yōu)選地，包套時(shí)，將熱電偶固定在鈦合金坯料與硅酸鋁纖維保溫棉之間，并將熱電偶與記錄儀相連，通過記錄儀記錄坯料表面加熱到溫的時(shí)間，儀表顯示坯料表面達(dá)到鍛造溫度后即可以開始出爐鍛造。

優(yōu)選地，所述硅酸鋁纖維保溫棉厚度為15mm，所述鈦合金坯料出爐鍛造的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間為4.5min。

優(yōu)選地，在步驟一之前，對(duì)鈦合金坯料進(jìn)行熱包套工藝試驗(yàn)，從而確定包套材料、規(guī)格、包套方式、包套后的加熱時(shí)間以及鈦合金坯料出爐鍛造的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，具體過程如下：

a、準(zhǔn)備多塊規(guī)格相同鈦合金試驗(yàn)塊，在試驗(yàn)塊上鉆一個(gè)直達(dá)試驗(yàn)塊中心的測(cè)溫孔；

b、對(duì)鈦合金試驗(yàn)塊進(jìn)行預(yù)熱、涂刷防護(hù)潤(rùn)滑劑后自熱空冷；

c、將鈦合金試驗(yàn)塊放置于加熱爐中加熱至鍛造溫度，當(dāng)加熱爐到溫度進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間按試驗(yàn)塊有效厚度乘以系數(shù)0.5～0.7min/mm計(jì)算；

d、在鈦合金試驗(yàn)塊保溫時(shí)間段內(nèi)，準(zhǔn)備預(yù)選包套材料并撒抹粘接劑，當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到后，迅速取出鈦合金試驗(yàn)塊，將預(yù)選包套材料分別包裹于鈦合金試驗(yàn)塊外表面，包套完畢后，在鈦合金試驗(yàn)塊的測(cè)溫孔和外表面分別設(shè)置熱電偶，并將熱電偶與記錄儀相連；

e、將包套好的鈦合金試驗(yàn)塊放置于加熱爐中加熱，通過記錄儀檢測(cè)鈦合金試驗(yàn)塊中心溫度和表面溫度變化，得出鈦合金坯料加熱時(shí)間；

f、加熱至鍛造溫度后，取出鈦合金試驗(yàn)塊進(jìn)行自然空冷，通過記錄儀檢測(cè)鈦合金試驗(yàn)塊中心溫度和表面溫度變化，測(cè)量出不同包套材料、規(guī)格和包套方式條件下鈦合金試驗(yàn)塊冷卻至鍛造溫度以下所需的時(shí)間，選取出適宜的包套材料、規(guī)格和包套方式并確定鈦合金坯料出爐鍛造的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。