[發(fā)明專利]一種改善大規(guī)格電鐓端面凹陷及促進(jìn)晶粒勻細(xì)化的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010066049.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN111085644B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳舒婷;戴魏魏;蔣立鶴;蔣倩;王子晗;權(quán)國政;王洋;張幟;裴艷艷;張鈺清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中遠(yuǎn)海運(yùn)船舶設(shè)備配件有限公司
• 主分類號(hào): B21J5/08
• 分類號(hào): B21J5/08;B21J9/08;B21J13/06
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發(fā)明公開一種改善大規(guī)格電鐓端面凹陷及促進(jìn)晶粒勻細(xì)化的方法，能夠降低下沉深度，促進(jìn)晶粒勻細(xì)化；包括以下步驟：桿料預(yù)處理：對(duì)桿料兩端面的邊緣區(qū)域進(jìn)行減料處理，使得桿料兩端面與砧子電極和鐓粗缸的接觸面積均能夠減小；采用凹面型砧子電極在電鐓裝置上對(duì)桿料進(jìn)行電鐓，凹面型砧子電極對(duì)蒜頭外周面提供預(yù)接觸，使得預(yù)接觸部位發(fā)生塑性變形，從而阻礙下沉深度的加深；同時(shí)，減料處理使得軸向鐓粗力集中向蒜頭中央傳遞，從而校正蒜頭端面的凹陷；伴隨著凹陷程度的改善，蒜頭晶粒得到勻細(xì)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工工程中金屬塑性成形領(lǐng)域。具體為一種改善超大規(guī)格氣閥坯電鐓成形蒜頭端面凹陷及形狀的工藝改進(jìn)技術(shù)。

背景技術(shù)

電鐓工藝是一種耦合了電熱力三種物理場(chǎng)的成形工藝，電鐓機(jī)的工作原理示意圖如圖1所示，在砧子電極1與夾持電極2之間通電流，通過接觸電阻和自身電阻加熱，并在桿料3右端通過鐓粗缸4施加一定的鐓粗力，冷端的桿料被送入砧子電極與夾持電極之間的加熱區(qū)域，使桿料在一定溫度條件下逐漸發(fā)生塑性變形并完成局部精準(zhǔn)連續(xù)聚料。

在成形超大規(guī)格氣閥坯時(shí)，特別是當(dāng)聚料多，變截面率很大的情況下，為達(dá)到一定的電鐓蒜頭直徑，電鐓成形過程中的鐓粗力和電流都需要很大，很容易造成電鐓坯蒜頭端面“凹陷”缺陷，用電鐓坯蒜頭端面的下沉深度來表征蒜頭端面的凹陷缺陷，參考圖2所示：下沉深度為蒜頭端面距離蒜頭中心的距離，用H表示。一方面，下沉深度太大會(huì)使得材料變形不均勻，在電鐓成形過程中形成坍塌缺陷即端面凹陷，同時(shí)端面凹陷還會(huì)導(dǎo)致電鐓變形體中央的晶粒發(fā)生粗化。另一方面，在后續(xù)的模鍛成形過程中，下沉深度太大會(huì)出現(xiàn)“閉氣”問題。因此，減小電鐓變形體端面的下沉深度對(duì)于改善電鐓變形體質(zhì)量具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種改善大規(guī)格電鐓端面凹陷及促進(jìn)晶粒勻細(xì)化的方法，能夠降低下沉深度，促進(jìn)晶粒勻細(xì)化。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種改善大規(guī)格電鐓端面凹陷及促進(jìn)晶粒勻細(xì)化的方法，包括以下步驟：

桿料預(yù)處理：

對(duì)桿料兩端面的邊緣區(qū)域進(jìn)行減料處理，使得桿料兩端面與砧子電極和鐓粗缸的接觸面積均能夠減小；

采用凹面型砧子電極在電鐓裝置上對(duì)桿料進(jìn)行電鐓：

凹面型砧子電極的前端面上設(shè)有位于中央的錐形盲孔，錐形盲孔的孔徑從內(nèi)向外逐漸增大；錐形盲孔的底面與側(cè)面均為工作面；錐形盲孔的底面為圓形，錐形盲孔呈圓臺(tái)形，錐形盲孔的側(cè)面為弧面；

將桿料一端作為聚料端，將聚料端的端面作用于凹面型砧子電極的前端面上的錐形盲孔的底面上，桿料另一端由鐓粗缸施加鐓粗力，軸向鐓粗力集中傳遞到桿料的聚料端的中央位置；桿料、夾持電極、凹面型砧子電極在通電情況下形成閉合的電流回路，桿料依靠接觸電阻與自身電阻生熱，升溫至熱塑性變形溫度，在鐓粗缸與凹面型砧子電極的速度差下，高溫部位產(chǎn)生塑性變形，逐漸形成蒜頭；

隨著鐓粗力的增大和溫度升高，蒜頭端面發(fā)生凹陷，蒜頭端面中心脫離錐形盲孔的底面，靠近蒜頭端面附近的蒜頭外周面與錐形盲孔的側(cè)面發(fā)生預(yù)接觸，使得預(yù)接觸部位發(fā)生塑性變形，從而阻礙下沉深度的加深；同時(shí)，軸向鐓粗力集中向蒜頭中央傳遞，從而校正蒜頭端面的凹陷；伴隨著凹陷程度的改善，蒜頭晶粒得到勻細(xì)化。

進(jìn)一步的，減料處理的方式包括磨圓與倒角；桿料兩端面的減料組合形式包括：

兩端均磨圓，桿料兩端面均為半球面，桿料兩端與砧子電極和鐓粗缸均形成面接觸；

兩端均倒角，桿料兩端面均為圓形平面，桿料兩端與砧子電極和鐓粗缸均形成面接觸；

一端磨圓一端倒角，磨圓端的桿料端面為半球面，倒角端的桿料端面為圓形平面。

進(jìn)一步的，桿料兩端均通過倒角的方式進(jìn)行減料處理時(shí)，桿料一端面的倒角大于另一端面的倒角，并以大倒角端面作為聚料端。