[發明專利]一種大型鈦合金深腔長盒肋鍛件、模具及其成型方法

有效

• 申請號: 202110401443.1
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113084064B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉保亮;王海鵬;宗師;宋阿敏;李輝;花魁
• 申請（專利權）人: 西安三角防務股份有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J13/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明公開了一種大型鈦合金深腔長盒肋鍛件、模具及其成型方法，包括帶有間隔性凸臺的上模和帶有凹槽的下模，凸臺設于上模的底面寬度的中心位置處，凸臺在長度方向設有多個，下模上的凹槽設置有多個；當上模與下模閉合后，上模型腔和下模型腔相結合后的內部形狀與大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的外部形狀相對應。本發明構思巧妙，通過鍛件本身設計的調整，對鍛造模具進行改進，拔模斜度的設計鍛件成型方便快捷，取件方便，此外鍛造之前的機加工作業使得生產出的鍛件余量小，鍛件的外廓完全沿著零件外廓分布、保持鍛件的金屬流線的完整性，很大程度上提升鍛件的組織力學性能。

技術領域

本發明涉及鈦合金深腔長盒肋模具制造領域，尤其涉及一種大型鈦合金深腔長盒肋鍛件、模具及其成型方法。

背景技術

在現有技術中，大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的鍛造通常采用胎模鍛方式或傳統模鍛方式生產。然而，采用胎模方式生產的鍛件，材料利用率低，熱處理淬透性差，零件機加時金屬流線基本被切斷，組織力學性能和均勻性得不到保證。如圖5所示，傳統模鍛鍛件的設計主要在深腔肋的連接筋中部分模，生產的鍛件由于分模面處帶有較厚的連皮，而且由于鍛件深腔內外側壁均有較大的拔模斜度，鍛件余量大，因此也存在材料利用率不高的問題；此外，機加零件的過程中金屬流線也會被切斷，加工工藝較為繁瑣，生產效率不高，同時鍛件深腔內外側壁存在較大的拔模斜度時，金屬在鍛模型腔中充填能力較差，給鍛造設備的噸位帶來極大的考驗。

發明內容

本發明的目的是提供一種大型鈦合金深腔長盒肋模具及其鍛造成型方法，解決現有技術中深腔長盒肋鍛件鍛造過程中存在的材料利用率低、金屬流線被切斷、鍛造成形較差，綜合力學性能不均勻的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明一種大型鈦合金深腔長盒肋鍛件，包括鍛件本體，所述鍛件本體的頂面上設置有多個頂面槽體，相鄰兩個頂面槽體之間設置有連接筋，所述鍛件本體的底面上設置有兩個長方形凸臺，所述鍛件本體的兩個長度方向的側壁上對稱設置有多個側邊梯形臺，且所述側邊梯形臺位于側壁的頂部。

進一步的，所述頂面槽體的四個側邊和兩個長度方向的側壁設置有拔模斜度。

一種鍛造如上所述的大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的模具，包括帶有間隔性凸臺的上模和帶有凹槽的下模，所述凸臺設于所述上模的底面寬度的中心位置處，凸臺在長度方向設有多個且與大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的頂面形狀相對應，所述下模上的凹槽設置有多個且與大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的底面形狀相對應；當所述上模與所述下模閉合后，上模型腔和下模型腔相結合后的內部形狀與大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的外部形狀相對應。

進一步的，所述下模的型腔側壁上設置有拔模斜度，所述凸臺的側壁上設置有拔模斜度，其中，下模型腔的側壁拔模斜度a2設置為3°～5°，上模型腔的側壁拔模斜度a1為1°～3°。

進一步的，所述下模上設置有多個下頂出桿，所述下頂出桿分布在所述大型鈦合金深腔長盒肋鍛件底部為平面的位置。

進一步的，所述上模與所述下模閉合后，所述上模的底面與所述下模的頂面相接觸形成分模面，所述分模面位于大型鈦合金深腔長盒肋鍛件的連接筋頂端。

利用如上任意一項所述的大型鈦合金深腔長盒肋模具進行鍛造成型方法，其特征在于：具體包括以下步驟，

步驟一、荒坯的制備，將棒料進行自由鍛制成荒坯；

步驟二、荒坯的機械加工，將所述荒坯沿高度方向對上下表面進行機械加工，機械加工時表面粗糙度要求Ra1.6～3.2μm；

步驟三、加工后荒坯的探傷檢測，將加工后的荒坯進行超聲波探傷，檢測荒坯內部組織的一致性；

步驟四、分階段鍛造成型：

1)預成型，將超聲波探傷后的荒坯置于大型鈦合金深腔長盒肋模具中進行常規定位鍛，使坯料在模具型腔中預成型；