[發明專利]一種基于復合加熱的鈦基合金材料旋壓成形方法

有效

• 申請號: 201811286445.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109108139B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 徐文臣;單德彬;楊中澤;王思冰;陳宇;楊川
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種基于復合加熱的鈦基合金材料旋壓成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鈦基合金坯料固定在旋壓機的芯軸上，使用火焰槍預熱所述旋壓機的芯軸、旋輪和所述鈦基合金坯料；使用紅外熱成像儀監控預熱溫度；所述旋壓機芯軸的預熱溫度為350～550℃，旋輪的預熱溫度為200～250℃，鈦基合金坯料的預熱溫度為400～600℃；

(2)將隨動感應加熱線圈固定在所述旋輪的支架上，使所述隨動感應加熱線圈可以隨旋輪沿軸線運動，將所述隨動感應加熱線圈套在鈦基合金坯料外部，且不與鈦基合金坯料接觸；開動旋壓機，使鈦基合金坯料隨旋壓機芯軸轉動，使用所述隨動感應加熱線圈將鈦基合金坯料加熱至旋壓溫度；

(3)開始旋壓，旋壓過程中使用紅外熱成像儀監控旋輪前方待旋區的溫度分布，并使用火焰槍對旋輪后方已旋壓區域的坯料進行加熱保溫；所述加熱保溫的溫度為400～600℃；

(4)若旋壓一道次后的成形坯料達到壁厚要求，則旋壓成形完成；若旋壓一道次后的成形坯料未達到壁厚要求，則重復步驟(1)～(3)，直至成形坯料壁厚滿足要求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中鈦基合金坯料與旋壓機芯軸為過渡配合。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的旋壓溫度為800～1000℃。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中旋壓時旋壓機的芯軸轉速為50～300轉/分，進給比為0.3～3毫米/轉，道次減薄率為10～40％。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中使用紅外熱成像儀監控旋輪前方待旋區的溫度分布具體為：當旋輪前端鈦基合金坯料的溫度高于設定的最高溫度時，所述紅外熱成像儀將測得的溫度信息反饋給控溫系統，控溫系統根據所得的溫度信息調低隨動感應加熱線圈的輸出功率，從而將溫度保持在旋壓溫度范圍內；當旋輪前端鈦基合金坯料的溫度低于設定的最低溫度時，所述紅外熱成像儀將測得的溫度信息反饋給控溫系統，控溫系統根據所得的溫度信息升高隨動感應加熱線圈的輸出功率，從而將溫度保持在旋壓溫度范圍內。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋壓機的旋輪所用鋼的材質為H13熱作模具鋼或W18Cr4V高速鋼；所述旋壓機的芯軸所用鋼的材質為H13熱作模具鋼或K403高溫合金。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述火焰槍采用氧氣-丙烷火焰或氧氣-乙炔火焰。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鈦基合金坯料包括Ti₂AlNb、Ti55、TA15或TC4。