[發明專利]一種齒弧熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形方法

有效

• 申請號: 201710978194.6
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107855447B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 李志廣;遲春生;郭巨壽;張樹利;鐘國棟
• 申請（專利權）人: 國營第六一六廠
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J5/02;B21J5/06;B21J13/02;B21D35/00;B21D37/10
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉二格

本發明屬于鍛造技術領域，具體涉及一種齒弧熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形方法，包括熱模鍛成形和熱沖壓成形；依靠熱模鍛工藝和鍛模，獲得還未全部達到最終形狀與尺寸要求的齒弧半成品模鍛件；依靠熱沖壓成形工藝和熱沖壓彎曲模，最終徹底達到齒弧模鍛件的形狀與尺寸要求。本發明與現有熱模鍛成形工藝相比，充分發揚現有熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形工藝的優點，有效解決在現有設備為噸位相對較小的30kN模鍛錘條件下打擊能量不足、變形力大以及模鍛效率低和鍛模使用壽命低等難題，可獲得形狀與尺寸一致性好的齒弧模鍛件。

技術領域

本發明屬于鍛造技術領域，具體涉及一種齒弧熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形方法。

背景技術

以在模鍛錘設備上模鍛齒弧為例，現有模鍛工藝過程主要有2種：一種是坯料加熱→模鍛(彎曲和終鍛)→切邊(在3150kN或6300kN切邊壓力機上切邊)，優缺點是：工藝過程較簡單，但模鍛成形困難，變形力過大，效率低(彎曲和終鍛總打擊次數至少為13～15錘次/件)，鍛模使用壽命不足3000件/套，所需模塊尺寸大，所需模鍛錘設備噸位為50kN、70kN(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)，不能在設備噸位相對較小的30kN模鍛錘(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)上模鍛成形；另一種是坯料加熱→模鍛(彎曲、預鍛和終鍛)→切邊(在3150kN或6300kN切邊壓力機上切邊)，優缺點是：模鍛成形容易，變形力較小，效率較低(彎曲、預鍛和終鍛總打擊次數至少為10～12錘次/件)，鍛模使用壽命不足8000件/ 套，所需模塊尺寸更大，所需模鍛錘設備噸位為70kN、100kN(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)，更不能在設備噸位相對較小的30kN模鍛錘 (或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)上模鍛成形。

從以上可以看出：現有齒弧熱模鍛成形的缺點特別明顯，尤其是變形力大、應選擇較大設備噸位的50kN、70kN或70kN、100kN模鍛錘(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)以及模鍛效率低和鍛模使用壽命較低，能否在設備噸位相對較小的30kN模鍛錘(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)上實現模鍛成形、同時又有效降低變形力、提高模鍛效率和鍛模使用壽命則更具有挑戰性意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種齒弧熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形方法，有效解決在現有噸位相對較小的30kN模鍛錘(或與之噸位相當的其它類型模鍛設備)條件下打擊能量不足、變形力大以及模鍛效率低和鍛模使用壽命低等難題，最終獲得形狀與尺寸一致性好的齒弧模鍛件。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種齒弧熱模鍛和熱沖壓復合塑性成形方法，所述方法過程為：先進行熱模鍛成形，再進行熱沖壓成形；熱模鍛成形依靠鍛模來實現，即將圓鋼坯料加熱到工藝規定的始鍛溫度、在鍛模縱向平臺上壓扁制坯、在成形制坯模膛中成形制坯、在終鍛模膛中終鍛成形、在切邊模中切邊，獲得還未全部達到最終形狀與尺寸要求的齒弧半成品模鍛件；熱沖壓成形依靠熱沖壓模來實現，即通過將齒弧半成品模鍛件加熱到始鍛溫度、再將齒弧半成品模鍛件返回熱鍛模的終鍛模膛中熱校直、在熱鍛模T型倒置壓肩模膛5中T型倒置壓肩、在沖壓彎曲模中沖壓彎曲成形，徹底達到齒弧模鍛件形狀與尺寸的要求。

其中，所述熱鍛模包括縱向型鎖扣1、成形制坯模膛2、壓扁制坯平臺 3、終鍛模膛4和T型倒置壓肩模膛5；所述縱向型鎖扣1縱向排列，位于熱鍛模的左側和右側；所述成形制坯模膛2縱向排列，位于左側縱向型鎖扣1之上；所述壓扁制坯平臺3縱向排列，位于左側縱向型鎖扣1與終鍛模膛4之間的中左側；所述終鍛模膛4縱向排列，位于中左側的壓扁制坯平臺3與右側縱向型鎖扣1之間的中右側；T型倒置壓肩模膛5縱向排列，位于右側縱向型鎖扣1之上。

其中，所述的縱向型鎖扣1用于控制鍛模的導向，同時還用于容納成形制坯模膛和T型倒置壓肩模膛；所述的成形制坯模膛2用于成形制坯，制坯后的形狀和尺寸與成形制坯熱模鍛件圖的形狀與尺寸相對應，上模模膛容積大于相對應終鍛模膛容積的10％，下模模膛容積大于相對應終鍛模膛容積的5％。