[發(fā)明專利]一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310274485.2
• 申請日: 2023-03-21
• 公開（公告）號: CN116274578A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周路;范作軍
• 申請（專利權(quán)）人: 陸奕軍
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;B21D37/16;B21D37/18;B21D45/02;B21C51/00
• 代理公司: 西安賽博睿納專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61236
• 代理人: 紀(jì)尚鵬

本發(fā)明公開的屬于鈦合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法，包括具體步驟如下：根據(jù)目標(biāo)需求零件直徑長度Lsubgt;1/subgt;、厚度Tsubgt;1/subgt;以確定原材料厚度Tsubgt;0/subgt;，原材料長度，一般地，原材料是經(jīng)擠壓或鍛造的厚壁機(jī)加工管件，內(nèi)外表面粗糙度由于3.2等級，機(jī)加工余量一般直徑不小于3mm，計算原理為體積不變，厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直徑，本發(fā)明通過結(jié)合感應(yīng)加熱與強(qiáng)力旋壓工藝能夠解決常規(guī)火焰加熱不均勻、生產(chǎn)效率低、控制難度大的難題，且能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量及加工穩(wěn)定性，并且感應(yīng)加熱能夠集中加熱效率，對旋壓設(shè)備熱損壞起到了一定的抑制作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦合金加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法。

背景技術(shù)

隨著航空、航天、兵器、能源等行業(yè)對關(guān)鍵零件高強(qiáng)度、輕量化的需求越來越迫切，鈦合金材料應(yīng)用也越來越廣泛。大長徑比高強(qiáng)度鈦合金管在燃料輸送、高低溫承壓、裝載彈藥、承力聯(lián)結(jié)等方面有著不可替代的優(yōu)勢。但受制于制備工藝，目前鈦合金管材成形方法主要通過鍛造、擠壓、軋制、焊接并通過機(jī)加工來實現(xiàn)。一般地，鍛造及擠壓管的成形厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需求厚度，故需要通過大量的機(jī)加工(一般機(jī)加工方法為車加工、鏜加工)來滿足產(chǎn)品最終要求，材料利用率在15-30％左右。

強(qiáng)力旋壓工藝在制備筒形零件上有許多優(yōu)勢，材料利用率高、加工精度高、加工效率高，且能夠提升材料強(qiáng)度性能，在航天、兵器等發(fā)動機(jī)殼體成形上已形成批產(chǎn)。而高強(qiáng)鈦合金往往在常溫下難以成形，普通火焰加熱的方式存在溫度不均勻，加熱效率低等弊病，這都制約了高強(qiáng)鈦合金筒形零件的旋壓成形。因此，發(fā)明一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述和/或現(xiàn)有一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法，通過結(jié)合感應(yīng)加熱與強(qiáng)力旋壓工藝，能夠解決上述提出現(xiàn)有的問題。

為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種薄壁大長徑比鈦合金強(qiáng)力熱旋壓加工方法，其包括具體步驟如下：

步驟一：根據(jù)目標(biāo)需求零件直徑長度L₁、厚度T₁以確定原材料厚度T₀，原材料長度，一般地，原材料是經(jīng)擠壓或鍛造的厚壁機(jī)加工管件，內(nèi)外表面粗糙度由于3.2等級，機(jī)加工余量一般直徑不小于3mm，計算原理為體積不變，厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直徑；

步驟二：將待旋壓材料放置在電阻加熱爐進(jìn)行預(yù)熱，此步驟是為了節(jié)省機(jī)床占用時間，通過提前預(yù)熱的方式縮短感應(yīng)加熱時間，電阻爐內(nèi)預(yù)熱一般不應(yīng)低于400℃；

步驟三：對主體芯模進(jìn)行預(yù)熱，主體芯模預(yù)熱一般在每次批量生產(chǎn)前或每班生產(chǎn)前完成，持續(xù)生產(chǎn)過程中主體芯模溫度會有小范圍波動，生產(chǎn)前需要對主體芯模溫度進(jìn)行測量，溫度過低需要進(jìn)行補(bǔ)充加熱，主體芯模預(yù)熱后應(yīng)在芯模表面充分涂刷潤滑劑與脫模劑，防止貼模較好的情況下無法脫模；

步驟四：根據(jù)材料單道次極限減薄率確定下壓量δt₁，采用錯距旋壓加工工藝可以能夠提高材料壓透性，有利于材料溫升，根據(jù)錯距旋壓三個旋輪A、B、C減薄的一般原則，采用等量分配的原則，確定旋輪A與模具的間隙旋輪B與模具的間隙旋輪C與模具的間隙T₀-δt₁，這里不考慮機(jī)床退讓量，也不考慮三個旋輪形貌不一致，默認(rèn)三個旋輪A、B、C形貌一致；

步驟五：根據(jù)步驟四確定的旋輪與主體芯模間隙，采用標(biāo)準(zhǔn)量塊或者塞尺進(jìn)行測量，這個步驟需要在主體芯模預(yù)熱后完成，也就是需要熱狀態(tài)測量間隙，防止主體芯模膨脹導(dǎo)致間隙過小，進(jìn)而造成成品壁厚偏薄，旋輪與主體芯模間隙測量誤差應(yīng)小于0.05，旋輪A與模具的間隙旋輪B與模具的間隙旋輪C與模具的間隙T₀-δt₁；