[發明專利]一種大型鈦合金中央件的鍛造成形方法

有效

• 申請號: 201810535929.2
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108526365B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 劉保亮;劉廣義;王海鵬;朱敏玲;宋阿敏
• 申請（專利權）人: 西安三角防務股份有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00
• 代理公司: 西安泛想力專利代理事務所(普通合伙) 61260
• 代理人: 李思源

本發明屬于難變形材料加工塑性成形領域，涉及一種大型鈦合金中央件的鍛造成形方法。本發明包含以下步驟：步驟1，根據零件的形狀、尺寸、材料特性，設計鍛件數模；步驟2，設計模鍛用荒坯圖和模鍛模具圖，并進行模具制造；步驟3，使用專用機加設備對棒料兩端進行倒大圓角；步驟4，使用模鍛液壓機進行胎膜鍛制坯；步驟5，使用模鍛液壓機進行模鍛；步驟6，對鍛件進行熱處理。本發明通過上述方法實現了大型中央件常規鍛造的生產，具有工藝簡單、批量一致性好等特點。實現了新型直升機旋翼系統對疲勞關鍵件輕量化?高能效?長壽命?低成本的設計指標。

技術領域

本發明屬于難變形材料加工塑性成形領域，具體涉及一種大型鈦合金中央件的鍛造成形方法。

背景技術

在現有技術中，大型中央件一般采用普通超高強度鋼通過鍛造的方法來加工制造，采用此中工藝方法制備得中央件難以滿足先進航空飛行器輕量化、高性能及長壽命的發展目標，難以滿足我國新型直升機對旋翼系統中央件的設計要求。而大型鈦合金中央件由于投影面積大，在小型設備上成形難度較大，導致從原材料到鍛件成型過程中鍛壓比不足，鍛件組織力學性能均勻一致性差，尤其是疲勞壽命低等一系列問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種大型鈦合金中央件的鍛造成形方法。

本發明采用的技術方案是：

一種大型鈦合金中央件的鍛造成形方法，具體包含以下步驟：

步驟1，設計鍛件圖；

首先，分析零件圖，包括產品零件外廓尺寸、投影面積、最小截面厚度和最大截面厚度及外徑大小結構特征，其次，根據上述零件特征，確定鍛件余量、拔模斜度、圓角半徑參數，進而進行鍛件設計；

步驟2，設計模鍛用荒坯圖和模鍛模具圖，并進行模具制造；

荒坯圖以胎膜鍛過程每火次的變形量25％～50％，模鍛時變形量25％～30％，以及胎膜鍛各截面面積與相對應處鍛件截面面積之比為1.1～1.3的原則設計；

根據鍛件尺寸，依據0.4％～0.8％的熱收縮率和模具與模座的裝卡，設計出模鍛模具圖，模鍛模具型腔與熱鍛件尺寸一致，以利于坯料在型腔中最終流動和成形；

根據模具圖進行模具的加工制造，并嚴格控制模具型腔表面粗糙度；

步驟3，使用專用機加設備對棒料兩端進行倒大圓角；

其包含以下程序:

(a)使用專用打磨吊掛將棒料兩端尖角倒鈍；

(b)在數控臥式車床上將棒料兩端倒鈍的尖角倒大圓角，保證圓角R80～R100mm；

步驟4，使用模鍛液壓機進行胎膜鍛制坯；

其包括以下程序：

(a)利用制造好的模具進行胎膜鍛制坯，模具在天然氣爐中預熱至100～350℃后安裝到模鍛設備上；

(b)棒料在電爐中進行加熱，加熱溫度T_β‐(15～45)℃，保溫時間按0.5‐1.2min/mm計算；每火次坯料保溫時間達到工藝規定要求時出爐對坯料進行包套，防止鍛造過程中坯料過快降溫，并將坯料回爐保溫30min后出爐鍛造；

(c)鍛造前對模具型腔進行水基石墨潤滑；

(d)棒料出爐后置于模鍛之間進行胎膜鍛制坯，并控制每火次的壓下量，壓制速度2～10mm/s，得到符合工藝要求的荒坯；

(e)空冷；

重復上述a～e步驟3～5次；

步驟5，使用模鍛液壓機進行常規模鍛；