[發明專利]一種大尺寸高稀土鎂合金筒形件快速裝/脫模工裝及方法

有效

• 申請號: 201710970223.4
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107737828B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 陰中煒;溫濤;杜志惠;姚草根;朱兆旭;趙磊
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D37/12;B21D45/04;C22F1/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種大尺寸高稀土鎂合金筒形件快速裝/脫模工裝及裝/脫模方法，屬于艙體制造技術領域。本發明采用頂端帶圓孔的旋壓模具+底端帶實心小圓柱的壓環+壓緊螺栓+卸料環的結構設計，實現了高稀土鎂合金筒坯及筒形旋壓件的快速裝/脫模，保障了旋壓變形的起始溫度，提高了工作效率，避免或者消除了高溫裝配時的安全隱患，有助于提高大尺寸高稀土鎂合金筒形旋壓件的成形質量；另外，防止了大尺寸高稀土鎂合金筒形旋壓件在旋壓結束后的緩慢冷卻過程中形成危害力學性能的、粗大的片狀析出相，為其獲得高性能提供了保障。本發明操作過程簡單、高效，適宜于批量處理，具有較強的可操作性和實用性。

技術領域

本發明涉及一種大尺寸高性能高稀土鎂合金筒形件快速裝/脫模工裝及裝/脫模方法，屬于艙體制造技術領域，所述的大尺寸是指筒形件的內徑不小于Φ750mm、筒形件的高度不小于600mm，高稀土是指鎂合金中稀土元素的質量含量不小于10％(質量百分數)，快速是指裝/脫模的時間均不大于10s，裝模是指旋壓前將高稀土鎂合金筒坯與旋壓模具裝卡定位，脫模是指旋壓結束后將高稀土鎂合金筒形旋壓件脫離旋壓模具。

背景技術

高稀土鎂合金的室溫塑性變形能力較差，針對內徑≥Ф750mm，高度≥600mm，壁厚≤5mm的大尺寸高性能高稀土鎂合金筒形旋壓件，必須采用熱旋成形，而且只有將高稀土鎂合金筒坯預熱到較高溫度后開始旋壓變形才能保證大尺寸高性能高稀土鎂合金筒形旋壓件的成形質量。

現有技術中，對大尺寸高性能高稀土鎂合金筒坯進行預熱的方式有：將高稀土鎂合金筒坯與旋壓模具裝卡定位后、采用氧-乙炔噴槍直接對筒坯進行預熱；該方法存在的問題是：將出現加熱時間較長、加熱效率低下等一系列問題。

為了克服上述存在的問題，采用將高稀土鎂合金筒坯整體放入熱處理爐中進行預熱、到溫后再與旋壓模具進行裝卡定位。該方法的加熱效率能夠獲得顯著提升，而且預熱后高稀土鎂合金筒坯的溫度分布比較均勻，但是在高溫下將高稀土鎂合金筒坯與旋壓模具裝卡定位時會出現安全隱患(易造成操作人員燙傷)以及裝配效率低下導致的溫度降幅過快等問題；另外，高稀土鎂合金筒形件熱旋成形后必須進行快速冷卻，否則高稀土鎂合金在緩慢冷卻過程中其內部將形成粗大的片狀析出相，這種析出相在后續的熱處理過程中無法消除，嚴重損害高稀土鎂合金筒形件的力學性能。現有技術的經驗是將高稀土鎂合金筒坯整體放置在熱處理爐中預熱、到溫后與旋壓模具裝卡定位，然后進行旋壓成形；旋壓結束后，待高稀土鎂合金筒形旋壓件冷卻到室溫后進行脫模工作，這些方法存在裝配安全隱患、旋壓開始前裝配效率低下導致的溫度降幅過快、旋壓結束后無法快速脫模以實現快速冷卻引起的高稀土鎂合金筒形旋壓件性能不足等問題，限制了大尺寸高稀土鎂合金筒形件的精密旋壓成形及其力學性能的提升。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種大尺寸高性能高稀土鎂合金筒形件快速裝/脫模工裝及裝/脫模方法，該方法能夠實現高稀土鎂合金筒坯預熱到溫后快速與旋壓模具裝卡定位以確保旋壓變形的起始溫度，提高了工作效率，降低或者消除了高溫下的裝配安全隱患，有助于保障高稀土鎂合金筒形旋壓件的成形精度；另外，旋壓結束后，實現了高稀土鎂合金筒形旋壓件的快速脫模，從而可對其進行快速冷卻，保障了高稀土鎂合金筒形旋壓件的力學性能。

本發明的技術解決方案是：

一種大尺寸高性能高稀土鎂合金筒形件快速裝/脫模工裝，該裝/脫模工裝包括旋壓模具、壓環、第一壓緊螺栓和卸料環；

所述的旋壓模具為帶有非貫通中心孔的圓柱，圓柱的底端帶有埡口，圓柱的頂端端面有圓孔；

所述的壓環為帶有底端的空心圓柱，底端為圓環，圓環的內側上帶有實心小圓柱；實心小圓柱與旋壓模具頂端端面的圓孔相匹配；空心圓柱的側表面上有通孔；

所述的第一壓緊螺栓用于將壓環和高稀土鎂合金筒坯固定連接；

所述的卸料環包括圓環和兩翼，兩翼固定連接在圓環上；