[發(fā)明專利]一種鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件及其校形方法與成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811270810.3
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109261756B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐桂華;鄧太慶;姚草根;陰中煒
• 申請（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: B21D3/14
• 分類號: B21D3/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明涉及一種鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件及其校形方法與成型方法，屬于鈦合金材料成型技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括制備鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯；對所述鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯內(nèi)表面進(jìn)行車加工，得到內(nèi)孔與設(shè)計(jì)形狀匹配的毛坯；將校形模裝配進(jìn)車加工后的毛坯的內(nèi)孔內(nèi)，所述校形模與所述毛坯之間具有間隙，且所述校形模所用材料的熱膨脹系數(shù)大于所述鈦合金；加熱，利用熱膨脹系數(shù)差值給所述毛坯校形，冷卻后去除所述校形模，得到校形后的鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯。本發(fā)明可以精確均勻地控制構(gòu)件的變形，校形后的尺寸精度較高，能夠達(dá)到±0.2mm，無明顯回彈現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件及其校形方法與成型方法，屬于鈦合金材料成型技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈦合金回轉(zhuǎn)體件包括桶形(如圖1b所示)、錐形(如圖1c所示)和錐桶復(fù)合(如圖1c所示)等多種結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于管路、殼體等部件。

根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)尺寸，該類構(gòu)件可采用精鑄、熱等靜壓粉末冶金和鍛件機(jī)加工的方式來制備。在生產(chǎn)過程中，特別是在試驗(yàn)件研制過程中，該類構(gòu)件常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)、尺寸的偏差，常表現(xiàn)為徑向尺寸或者一定程度的錐度偏差，如圖2所示，如對于筒型構(gòu)件，成型時常出現(xiàn)目標(biāo)構(gòu)型a中部向內(nèi)收縮形成實(shí)際構(gòu)件b或者目標(biāo)構(gòu)件a整體向內(nèi)收縮形成實(shí)際構(gòu)件b等問題，。

目前，在鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件成型過程中，通常根據(jù)構(gòu)件毛坯的結(jié)構(gòu)、尺寸偏差，制作外加壓模具，通過從構(gòu)件毛坯外側(cè)加壓使之發(fā)生形變，實(shí)現(xiàn)校形，以得到結(jié)構(gòu)、尺寸與設(shè)計(jì)要求匹配的構(gòu)件。

現(xiàn)有鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件成型方法，在校形時，需要施加機(jī)械載荷以調(diào)整形態(tài)，當(dāng)機(jī)械載荷卸載后，構(gòu)件會發(fā)生回彈，校形精度不可控，產(chǎn)品尺寸精度一致性差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件及其校形方法與成型方法，該方法可以精確均勻地控制構(gòu)件的變形，校形后的尺寸精度較高，能夠達(dá)到±0.2mm，無明顯回彈現(xiàn)象。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件的校形方法，包括以下步驟：

(1)制備鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯；

(2)對所述鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯內(nèi)表面進(jìn)行車加工，得到內(nèi)孔與設(shè)計(jì)形狀匹配的毛坯；

(3)將校形模裝配進(jìn)車加工后的毛坯的內(nèi)孔內(nèi)，所述校形模與所述毛坯之間具有間隙，且所述校形模所用材料的熱膨脹系數(shù)大于所述鈦合金；

(4)加熱，利用熱膨脹系數(shù)差值給所述毛坯校形，冷卻后去除所述校形模，得到校形后的鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯。

在一可選實(shí)施例中，所述校形模所用材料為0Cr18Ni9不銹鋼材質(zhì)。

在一可選實(shí)施例中，所述的步驟(3)中，當(dāng)m8.4‰時，t＝0.1±0.05mm，當(dāng)m≤8.4‰時，t＝(-583.3×m+5.0)±0.05mm，其中m為所述鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件毛坯外徑最大變形量和鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件外徑設(shè)計(jì)尺寸的比值，t為在所述車加工后的毛坯壁厚最薄位置處，所述校形模與所述車加工后的毛坯的間隙。

在一可選實(shí)施例中，步驟(3)中所述校形模形狀與所述毛坯內(nèi)孔形狀匹配，且所述校形模直徑D1＝D-2t-2.006Δd，其中，D為所述車加工后的毛坯的內(nèi)徑，Δd為所述車加工后的毛坯各處與壁厚最薄處的厚度差。

在一可選實(shí)施例中，步驟(4)在880℃～920℃下，保溫時間1-4h，利用所述校形模與所述毛坯的熱膨脹系數(shù)差值給所述毛坯校形。

在一可選實(shí)施例中，步驟(4)所述的校形之后，還包括：

當(dāng)校形后毛坯各部位外徑值與對應(yīng)的所述鈦合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件外徑設(shè)計(jì)尺寸的偏差均大于0.3mm時，根據(jù)校形后毛坯內(nèi)徑重新制備校形模，利用重新制備的校形模再次進(jìn)行校形。