[發明專利]一種風洞彎刀的熱推彎成形方法

有效

• 申請號: 202010384611.6
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111515276B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 馬東平;孫明月;劉春海;陳萬華;張華劍;張洪林;王太江;李多;鮑祿強;趙寬;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所;河北宏潤核裝備科技股份有限公司;中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21D5/06
• 分類號: B21D5/06;B21D37/16;B21C51/00;G01M9/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種風洞彎刀的熱推彎成形方法。該成形方法包括a.選取截面為矩形、寬厚比為7～10的長條形的鋼板；b.在推制機上安裝與鋼板截面尺寸相匹配的冷卻水環和感應線圈；c.將鋼板穿過冷卻水環和感應線圈，一端固定在推制機的液壓推進系統的推臺上，另一端固定在推制機的直板卡箍上，直板卡箍連接角度半徑調節桿；d.感應線圈加熱鋼板局部，待鋼板局部溫度達到可彎曲溫度時，推制機的液壓推進系統緩慢向前推進鋼板，直板卡箍繞角度半徑調節桿轉動，鋼板在感應線圈位置處連續彎曲，成形后得到扁平半圓環形的彎刀。該成形方法彎刀成形平穩，速度快，精度高，力學性能好，所需的毛坯噸位小，技術和經濟優勢明顯，具有推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于風洞設備技術領域，具體涉及一種風洞彎刀的熱推彎成形方法。

背景技術

在風洞中，彎刀是支撐模型的重要部件，彎刀在風洞試驗中要承受較大的氣動載荷，還要面臨溫度所帶來熱應力和尺寸變化的影響，因此，要求彎刀具備較高的強度及剛度，良好的低溫尺寸穩定性及韌性，以確保試驗模型姿態正確，風洞總體運行安全可靠。對于常規高速風洞，彎刀呈扁平半圓環形，一般選用30CrMnSiA鍛件，由上、中、下三個部分機械螺接而成。相比較而言，溫度范圍為110K～323K的寬溫域風洞彎刀的服役條件更為苛刻，對鍛件的質量要求更高，寬溫域風洞彎刀應當優先采用整體成形，盡量不選用組焊式和機械式連接結構，材料上宜選取具有高強韌匹配的馬氏體時效不銹鋼。

目前，彎刀成形方法均采用鍛造成形方法，鍛造成形方法具有以下缺點：(1)所需鋼錠和成形模具都很大，導致制造成本升高，并且機械加工余量增大；(2)鍛造火次較多，易出現粗晶及混晶問題；(3)大變形過程中存在鍛裂風險，質量控制難度較大；(4)成形尺寸精確度較難保證，易產生局部尺寸不足問題。

當前，亟需發展一種專用的風洞整體彎刀的熱推彎成形方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種風洞彎刀的熱推彎成形方法。

本發明的風洞彎刀的熱推彎成形方法包括以下步驟：

a.選取截面為矩形、寬厚比為7～10的長條形的鋼板；

b.在推制機上安裝與鋼板截面尺寸相匹配的冷卻水環和感應線圈；

c.將鋼板穿過冷卻水環和感應線圈，一端固定在推制機的液壓推進系統的推臺上，另一端固定在推制機的直板卡箍上，直板卡箍連接角度半徑調節桿；

d.感應線圈加熱鋼板局部，待鋼板局部溫度達到可彎曲溫度時，推制機的液壓推進系統緩慢向前推進鋼板，直板卡箍繞角度半徑調節桿轉動，鋼板在感應線圈位置處連續彎曲，推進過程中采用噴水冷卻方式冷卻感應線圈位置后的鋼板，推進過程中持續監測感應線圈位置處的鋼板局部溫度，確保鋼板局部溫度保持在可彎曲溫度，成形后得到扁平半圓環形的彎刀。

所述的鋼板材料為S03馬氏體時效不銹鋼或碳鋼。

所述的冷卻水環為與鋼板截面相匹配的矩形冷卻水環。

所述的感應線圈為與鋼板截面相匹配的矩形感應線圈。

所述的直板卡箍為與鋼板截面相匹配的矩形卡箍。

所述的液壓推進系統的推臺為與鋼板截面相匹配的矩形推臺。

采用遠紅外測溫儀監測感應線圈位置處的鋼板局部溫度。

本發明的風洞彎刀的熱推彎成形方法采用局部加熱和準靜態成形，保證了成形過程穩定且可控性良好；具有近凈成形特點，鍛件弧度和寬度均可精確控制，較自由鍛方法更為省料；成形溫度低，變形后立刻水冷，使得晶粒細小而有利于提高鍛件的低溫韌性；能夠可實現連續成形，變形整體一致且組織均勻。