[發(fā)明專(zhuān)利]一種連續(xù)變橢圓截面輥軋裝置及制坯方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710608327.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107243583B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁戰(zhàn)偉;李付國(guó);王瑜;王春偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21H8/02
• 分類(lèi)號(hào): B21H8/02;B21K1/12
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明涉及一種連續(xù)變橢圓截面輥軋裝置及制坯方法，包括間隔設(shè)置的若干對(duì)軋輥組，每對(duì)軋輥組均由上軋輥和下軋輥組成，上軋輥和下軋輥上均開(kāi)設(shè)相對(duì)的凹槽，形成用于輥軋坯料的輥型孔；軋輥組包括從前往后依次同軸設(shè)置的導(dǎo)入軋輥組、成形軋輥組、扭轉(zhuǎn)軋輥組和整形軋輥組，其中，導(dǎo)入軋輥組和整形軋輥組的輥型孔為圓形，成形軋輥組的輥型孔為橢圓形；扭轉(zhuǎn)軋輥組包括若干對(duì)且輥型孔均為橢圓形，且從前至后，相鄰扭轉(zhuǎn)軋輥組的輥型孔上橢圓形長(zhǎng)軸之間有旋轉(zhuǎn)角度，最后一對(duì)扭轉(zhuǎn)軋輥組的輥型孔和成形軋輥組的輥型孔的橢圓長(zhǎng)軸相平行。本發(fā)明中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軸類(lèi)零件坯料的連續(xù)加工，實(shí)現(xiàn)材料塑性變形，減少設(shè)備載荷要求，提高坯料的整體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料的冷熱加工領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)變橢圓截面輥軋裝置及制坯方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)軸類(lèi)零件在工業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位，如汽車(chē)工業(yè)、航空航天、機(jī)械制造等行業(yè)中，承擔(dān)機(jī)械裝備中的重要功能，主要是用于機(jī)械中傳遞力和運(yùn)動(dòng)，支撐其他零部件。其強(qiáng)度要求因此較高，但在冶金、鑄造、鍛造等加工過(guò)程中，材料內(nèi)部往往存在縮孔、疏松、夾雜、偏析、晶粒粗大等組織缺陷，而斷裂裂紋首先從這些位置形核并長(zhǎng)大，容易造成軸類(lèi)零件的失效，影響零件的使用。因而采用鍛造技術(shù)來(lái)提高鍛坯的鍛透性，鍛合材料內(nèi)部的疏松、微缺陷，改善偏析和晶粒粗大等組織缺陷，以提高軸類(lèi)零件的使用性能和使用可靠性。

對(duì)于軸類(lèi)坯料的鍛造制品工藝和方法，國(guó)內(nèi)外的研究較為成熟，常規(guī)的主要有鐓拔工藝和擠壓工藝。但單次鐓拔工藝對(duì)坯料產(chǎn)生的變形有限，不利于改善坯料的內(nèi)部組織，且在加工時(shí)容易造成坯料的外部邊緣出現(xiàn)裂紋，影響產(chǎn)品質(zhì)量。而常規(guī)擠壓工藝，所需設(shè)備造價(jià)昂貴，噸位和制坯尺寸不能太大，坯料斷面變形均勻性差，且主要依靠斷面縮小來(lái)提高變形程度，針對(duì)大規(guī)格鍛件，需要的原坯料尺寸過(guò)大，生產(chǎn)成本高，同時(shí)要求模具承載強(qiáng)度大，更為關(guān)鍵的是加工后的坯料心部和邊緣變形程度不均勻。

近年來(lái)，不少關(guān)于改善材料組織性能的新方法、新技術(shù)不斷產(chǎn)生，如利用大塑性變形(SPD)方法來(lái)細(xì)化材料晶粒，提高組織性能，常用的方法為等通道角擠壓(Equal ChannelAngular Press，ECAP)。如公開(kāi)號(hào)為CN201371172的專(zhuān)利提出一種變通道擠壓模具，然而對(duì)于軸類(lèi)零件加工，該方法存在一定不足，一方面由于擠壓噸位大，該方法很難實(shí)現(xiàn)，另一方面，其加工連續(xù)性較差。此外公開(kāi)號(hào)為CN201711480U的專(zhuān)利，公開(kāi)了一種采用橢圓截面扭轉(zhuǎn)來(lái)提高軸類(lèi)鍛件鍛透性的工藝方法，但其連續(xù)加工性需要進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種連續(xù)變橢圓截面輥軋裝置及制坯方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軸類(lèi)零件坯料的連續(xù)加工，通過(guò)軋輥組合實(shí)現(xiàn)對(duì)坯料的變通道變形，能夠細(xì)化材料晶粒，提高坯料的整體性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括間隔設(shè)置的若干對(duì)軋輥組，每對(duì)軋輥組均由上軋輥和下軋輥組成，上軋輥和下軋輥上均開(kāi)設(shè)相對(duì)的凹槽，形成用于輥軋坯料的輥型孔；

軋輥組包括從前往后依次同軸設(shè)置的導(dǎo)入軋輥組、成形軋輥組、扭轉(zhuǎn)軋輥組和整形軋輥組，其中，導(dǎo)入軋輥組和整形軋輥組的輥型孔為圓形，成形軋輥組的輥型孔為橢圓形；

扭轉(zhuǎn)軋輥組包括若干對(duì)且輥型孔均為橢圓形，且從前至后，相鄰扭轉(zhuǎn)軋輥組的輥型孔上橢圓形長(zhǎng)軸之間有旋轉(zhuǎn)角度α，最后一對(duì)扭轉(zhuǎn)軋輥組的輥型孔和成形軋輥組的輥型孔的橢圓長(zhǎng)軸相平行。

進(jìn)一步地，第i對(duì)扭轉(zhuǎn)軋輥組的上軋輥和下軋輥的中心連線(xiàn)為L(zhǎng)_i；第i對(duì)扭轉(zhuǎn)軋輥組的輥型孔上橢圓的長(zhǎng)軸與中心連線(xiàn)L_i之間存在夾角θ_i，i＝1,2,...,n，n＞1；α＝θ_i+1-θ_i，α在10～20°。

進(jìn)一步地，成形軋輥組和扭轉(zhuǎn)軋輥組的橢圓形尺寸一致，且橢圓形的長(zhǎng)軸和短軸之比在1.17～1.6。