[發(fā)明專利]鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置與方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010546480.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN111644468A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常輝;于輝;孫中剛;陳小龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京尚吉增材制造研究院有限公司
• 主分類號(hào): B21B19/06
• 分類號(hào): B21B19/06;B21B19/08;B21B27/02
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王菊花

本發(fā)明提供鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置與方法，包括沿著水平方向依次設(shè)置的套筒組件、桶形軋輥組和軋輥組以及頂頭頂桿。桶形軋輥組具有成等角度布置的圓桶形軋輥；圓桶形軋輥的截面的直徑，從圓桶形軋輥的中間到兩邊呈漸變的趨勢(shì)；軋輥組具有成等角度布置的多個(gè)圓柱形軋輥。頂頭用以對(duì)鈦合金管坯進(jìn)行穿管擴(kuò)徑，并經(jīng)桶形軋輥組對(duì)鈦合金管坯進(jìn)行擠壓，完成擠壓擴(kuò)徑；軋輥組與頂桿配合，對(duì)擠壓擴(kuò)徑后的鈦合金管坯進(jìn)行軋制縮徑。本發(fā)明通過擠壓擴(kuò)徑和連軋縮徑相結(jié)合的反復(fù)變路徑加載，實(shí)現(xiàn)鈦合金管坯的變形儲(chǔ)能的逐漸累積，為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶提供更多形核位點(diǎn)，促進(jìn)細(xì)化晶粒，提高綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦合金高效短流程成型工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置與方法。

背景技術(shù)

鈦合金憑借比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、抗蠕變、可加工等特性正取代傳統(tǒng)鋼制材料，受到廣泛關(guān)注和研究應(yīng)用，如飛機(jī)制造業(yè)中常常將飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中鈦合金所占比例作為衡量一個(gè)國(guó)家飛機(jī)生產(chǎn)制造水平的重要依據(jù)。

對(duì)鈦合金無縫管材的制備工藝上，傳統(tǒng)的制造工藝流程主要有兩種，分為鉆孔擠壓和斜軋穿孔。鉆孔擠壓工藝需要將鍛造的鈦合金鑄坯鉆孔后在較大噸位的擠壓機(jī)上擠壓，銜接管材軋制以制備成不同規(guī)格的管材。斜軋穿孔工藝需將鍛造的鈦合金鑄坯穿孔，再通過管材軋制以制備成相應(yīng)的管材。

雖然鈦合金管材制備工藝已基本成熟，但是鈦合金管材的生產(chǎn)難度較大、設(shè)備復(fù)雜、流程繁瑣冗長(zhǎng)、成品率低，而且各階段具有比較大的物料損失和無形損耗，這些因素都導(dǎo)致鈦合金管材生產(chǎn)制造過程中很低的時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本利用率，嚴(yán)重限制了鈦合金管材在國(guó)防軍工、海洋、航空相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種可降低鈦合金管材制備加工成本和加工周期，并且通過變路徑的大變形形變以改善管材的微觀組織結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)性能的鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置與擠軋方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面目的的鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置，包括沿著水平方向依次設(shè)置的套筒組件、桶形軋輥組和軋輥組；

所述套筒組件、桶形軋輥組和軋輥組共中心軸地布置；

所述套筒組件的縱長(zhǎng)方向的內(nèi)腔構(gòu)成鈦合金管坯通過的第一通道；

所述桶形軋輥組和軋輥組的中心軸線位置設(shè)置有頂頭頂桿，所述頂頭頂桿具有朝向套筒組件的頂頭和從頂頭向軋輥組方向延伸的頂桿；

所述桶形軋輥組具有成等角度布置的圓桶形軋輥，多個(gè)圓桶形軋輥的中心位置構(gòu)成允許鈦合金管坯通過的第二通道，所述頂頭位于第二通道內(nèi)；所述圓桶形軋輥的截面的直徑，從圓桶形軋輥的中間到兩邊呈漸變的趨勢(shì)；

所述軋輥組具有成等角度布置的多個(gè)圓柱形軋輥，多個(gè)圓桶形軋輥的中心位置構(gòu)成允許鈦合金管坯通過的第三通道；

其中，所述第一通道、第二通道與第三通形成的連續(xù)路徑構(gòu)成鈦合金管坯的擠軋路徑；

所述頂頭，被設(shè)置成用以對(duì)從第一通道進(jìn)入第二通道的鈦合金管坯進(jìn)行穿管擴(kuò)徑，并經(jīng)桶形軋輥組對(duì)鈦合金管坯進(jìn)行擠壓，完成擠壓擴(kuò)徑；

所述軋輥組，被設(shè)置成與所述頂桿配合，對(duì)從第二通道進(jìn)入第三通道的擠壓擴(kuò)徑后的鈦合金管坯進(jìn)行軋制縮徑。

優(yōu)選地，所述頂頭至少部分地越過圓桶形軋輥的最大直徑位置，使得從套筒組件傳送的鈦合金管坯在經(jīng)過穿管擴(kuò)徑后，先脫離頂頭，再脫離桶形軋輥組。

優(yōu)選地，所述鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置還包括液壓組件，設(shè)置在第一通道的入口位置，用于將鈦合金管坯推向第三通道。

優(yōu)選地，所述鈦合金管坯變路徑連續(xù)擠軋成型裝置還包括第一電機(jī)，所述第一電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述桶形軋輥組的圓桶形軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。