[發明專利]熱作模具鋼錐形環軋件的熱脹形方法

在審

• 申請號: 201810244383.5
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108714656A
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 吳浩
• 申請（專利權）人: 吳浩
• 主分類號: B21D53/16
• 分類號: B21D53/16;B21D51/10;B21D31/04
• 代理公司: 遵義浩嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 52112
• 代理人: 張利秋

1.一種熱作模具鋼錐形環軋件的熱脹形方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供脹形機，該脹形機主要由芯軸滑塊、徑向滑塊、脹形塊、工作臺、導軌及壓塊組成；所述芯軸滑塊呈圓錐形并套裝在徑向滑塊內與徑向滑塊的錐形內圓周面配合，并且能在徑向滑塊內沿軸向上下移動擠壓徑向滑塊；所述徑向滑塊是12塊分開的扇形塊，安裝在脹形機的導軌上并可沿導軌徑向來回移動，各扇形塊的外圓周面上分別固定安裝有外圓周面呈錐形的脹形塊，各脹形塊的外圓錐面分別與各壓塊的內圓錐面接觸，所述壓塊可沿脹形塊的外圓錐面軸向上下移動并可沿徑向來回移動，各扇形塊合攏時與脹形塊和壓塊一起形成一個環形狀；當所述芯軸滑塊在徑向滑塊內沿軸向向下移動時能使各徑向滑塊沿徑向同步移動擴散使脹形塊脹形錐形環軋件，同時壓塊也同步擠壓所述錐形環軋件；當所述芯軸滑塊在徑向滑塊內沿軸向向上移動時脹形機可驅動各徑向滑塊沿徑向同步移動合攏使脹形塊脫離脹形后的錐形環軋件；在該脹形機的工作臺上還有可驅動錐形環軋件在該工作臺上沿中心軸線旋轉的導輥；

把熱軋熱作模具鋼錐形環軋件套裝進脹形機，使其內圓錐面套在經預熱到265℃～355℃的脹形塊的外圓錐面外圍，此時，徑向滑塊處于合攏狀態，移動經預熱到265℃～355℃的壓塊使其內圓錐面與脹形塊的外圓錐面配合并使其下端面壓在錐形環軋件的上端面；

啟動脹形機，對芯軸滑塊施加軸向拉力F₁使其沿軸向向下移動并沿所述徑向滑塊的內圓錐面擠壓徑向滑塊使各徑向滑塊沿徑向同步移動擴散，裝在徑向滑塊外圓周面上的脹形塊從錐形環軋件的內圓錐面沿徑向以脹形力F₂擠壓該環軋件，同時所述壓塊沿軸向以壓力F₃同步擠壓該環軋件，錐形環軋件發生內外徑尺寸擴大、壁厚減薄和高度減小的塑性變形，達到預定尺寸并經保壓后完成脹形；在脹形過程中，所述錐形環軋件的脹形溫度為840℃～920℃，脹形速度為0.63mm/s～1.63mm/s，壓下速度為0.23mm/s～1.23mm/s，保壓時間為43s～83s；

移開壓塊，脹形機驅動芯軸滑塊在徑向滑塊內沿軸向向上移動，并驅動徑向滑塊沿徑向同步移動合攏使脹形塊脫離脹形后的錐形環軋件，啟動脹形機的工作臺上的導輥使其驅動錐形環軋件沿中心軸線旋轉30°，使每個脹形塊對準脹形時兩個相鄰脹形塊之間的間隙對錐形環軋件的內圓錐面形成的凸出痕跡，再按上述脹形過程把所述凸出痕跡脹平即可，完成對錐形環軋件的校形；

校形結束后，移開壓塊，向上移動芯軸滑塊，合攏徑向滑塊，取出經脹形后的錐形環軋件。

2.根據權利要求1所述的熱作模具鋼錐形環軋件的熱脹形方法，其特征在于：所述熱作模具鋼是5CrNiMo。

3.根據權利要求1或2所述的熱作模具鋼錐形環軋件的熱脹形方法，其特征在于：所述脹形機對芯軸滑塊施加的軸向拉力F₁按下式計算確定：

F₁＝ξ×σ_0.2×S

式中：

ξ——脹形機脹形系數，取1.26～1.52；

σ_0.2——脹形溫度下鋼材料的屈服強度，5CrNiMo鋼取60MPa～80MPa；

S——錐形環軋件的縱截面面積，單位：mm²。

4.根據權利要求1或2所述的熱作模具鋼錐形環軋件的熱脹形方法，其特征在于：所述錐形環軋件受到脹形塊施加的徑向脹形力F₂按下式計算確定：

F₂＝F₁·tanβ

式中：

F₁——脹形機對芯軸滑塊施加的軸向拉力，單位：N；

β——錐形環軋件的半錐角，單位：°。