[發明專利]一種近凈成形鈦帶板坯的鍛造用模具及自由鍛造加工方法

在審

• 申請號: 202011015913.2
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112077252A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 喬恩利;張曉勇;張起;岳旭;同曉樂;顧忠明;王雙禮
• 申請（專利權）人: 新疆湘潤新材料科技有限公司
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J1/06;B21J5/00;B21J5/02;C22F1/18
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開的一種近凈成形鈦帶板坯的鍛造用模具，包括有底板，底板的一端端部由下至上依次設置有過渡擋板及豎直擋板，過渡擋板的第一側壁面及豎直擋板的第二側壁面同側，第一側壁面、第二側壁面及上表面均為模具與坯料的接觸面；第一側壁面及第二側壁面均為弧面，第一底板的上表面為矩形平面，第一側壁面通過第二側壁面過渡與上表面平滑連接；底板的側壁面上設置有若干個吊裝孔。還公開了應用該模具的一種近凈成形鈦帶板坯的自由鍛造加工方法，該方法在保證加工過程簡單、生產效率顯著提高的前提下，使成品率大幅提高。

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，具體涉及一種近凈成形鈦帶板坯的鍛造用模具，還涉及一種近凈成形鈦帶板坯的自由鍛造加工方法。

背景技術

鈦及鈦合金因其比強度高、密度小、無磁、耐腐蝕性優異等特點，被廣泛應用于艦船和海洋工程等領域。鈦及鈦合金帶材由于比重小、耐蝕性好、耐高溫、穩定性好等諸多優點，被大量使用在化工行業、艦船行業、航空航天、高檔建筑外裝飾等多種行業，使用范圍及用量逐年上升。但鈦及鈦合金由于原材料價格昂貴、加工難度大，加工工藝路線長，成品率低等因素影響，終端材料價格還是偏高。

為了解決這一矛盾，使鈦及鈦合金更大范圍普及，近年來，國內外鈦加工領域研究人員做出了大量的研究和努力，雖然取得了一些成績，但距離目標還相去勝遠。

目前，國內外生產鈦帶材有兩種基本工藝，一種是從簡化工藝思路考慮，使用冷床爐熔煉工藝，將鑄錠熔煉成直接可以軋制的方坯尺寸，省去中間環節，進行直接軋制。其優點是省去了中間加工環節，成品率得到一定提高，但由于熔煉造成的鑄態組織無法得到有效改善，直接遺留至成品帶材，造成帶材無法正常使用，特別是薄帶材，其孔洞、疏松等缺陷尤為明顯。因此，此種工藝只能少量生產厚度較大，要求較低的低端鈦帶。另一種是通過自耗電極熔煉成圓錠，通過自由鍛造成鈦帶坯料，再軋制成鈦帶材。此種工藝生產的鈦帶，由于自由鍛造過程對鑄態組織進行了充分破碎和壓實，使材料的組織形貌得到根本改變，軋制出的各種規格鈦帶質量優異，能滿足各種市場需求，其唯一缺點就是需經過自由鍛造過程，導致鈦帶材綜合成品率較低，鈦帶材價格偏高。

為此，本發明是在第二種工藝路線下，一方面根據工藝要求設計制造專用工模具，使工業化生產過程簡單、有效，生產效率大幅提高；另一方面通過鈦帶板坯自由鍛造過程工藝參數控制，使鈦帶板坯自由鍛造制坯環節成品率提高10％以上，達到98％。該技術突破了國內、外鈦帶板坯制備關鍵技術瓶頸，從而最終獲得一種近凈成形鈦帶板坯的自由鍛造加工方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種近凈成形鈦帶板坯的鍛造用模具，使鈦帶板坯的頭尾棱角缺肉現象得到解決，使鈦帶用自由鍛造板坯鍛造成品率大幅提高。

本發明的另一個目的是一種近凈成形鈦帶板坯的自由鍛造加工方法，該方法在保證加工過程簡單、生產效率顯著提高的前提下，使成品率大幅提高。

本發明所采用的技術方案是，一種近凈成形鈦帶板坯的鍛造用模具，包括有底板，底板的一端端部由下至上依次設置有過渡擋板及豎直擋板，過渡擋板的第一側壁面及豎直擋板的第二側壁面同側，第一側壁面、第二側壁面及上表面均為模具與坯料的接觸面；

第一側壁面及第二側壁面均為弧面，第一底板的上表面為矩形平面，第一側壁面通過第二側壁面過渡與上表面平滑連接；底板的側壁面上設置有若干個吊裝孔。

本發明的特征還在于，

第一側壁面的弧度對應的半徑R＝50～100mm；第二側壁面的弧度對應的半徑R＝3000～4000mm。

第一側壁面、第二側壁面及上表面的表面光潔度Ra均不大于3.2μm；底板的厚度不小于200mm；豎直擋板的厚度為200～400mm。

底板、過渡擋板及豎直擋板均為5CrMnMo板。