專利名稱：主要由鈦副族金屬和合金制成的鍛件的生產(chǎn)方法及實(shí)現(xiàn)該方法的鍛造聯(lián)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬無切削成形的領(lǐng)域，并且特別地涉及從錠料和在鍛造聯(lián)合裝置中初步變形的鍛坯來生產(chǎn)鍛件的方法，而且這些聯(lián)合裝置由帶有一個或兩個機(jī)械手并裝備有四錘體鍛造裝置的水壓鍛造機(jī)構(gòu)成。
背景技術(shù)：
本發(fā)明可以在機(jī)器制造業(yè)和冶金工業(yè)中用于生產(chǎn)主要由鈦副族(鈦、鋯和鉿)金屬和合金制備的鍛件，并且還可以用于生產(chǎn)鈮、鉭及其合金的鍛件。當(dāng)在變形前和自身熱變形期間進(jìn)行預(yù)加熱時，所有這些在其基底上的金屬和合金會活性吸附氣體并在高溫下氧化。
文獻(xiàn)已經(jīng)建議了生產(chǎn)用于產(chǎn)生核能反應(yīng)堆核心部件-燃料元件包殼以及其它部件的鋯合金鍛坯的生產(chǎn)方法。(Zaimovsky A.S.，NikulinaA.V..Reshetnikov N.G.，Zriconium Alloys In Nuclear PowerEngineering，Moscow.Engergoizdat.1981.pp.51-71)。該生產(chǎn)方法包括由真空電弧(電子束)熔化生產(chǎn)錠料、用鍛壓機(jī)或錘鍛造預(yù)加熱錠料來生產(chǎn)確定大小的棒、熱擠壓棒和用中間和最終熱熱處理冷軋。生產(chǎn)方法中最重要的階段是生產(chǎn)鍛件的方法，包括預(yù)加熱錠料至β相溫度，接著在鋯合金是β和α+β相的溫度下，在鍛壓機(jī)或錘中鍛造后者。如果需要繼續(xù)預(yù)加熱鍛坯。
目前在應(yīng)用中，由于沿著錠料整個橫截面方向金屬鑄造結(jié)構(gòu)的劇烈變形加工，通過用鍛壓機(jī)或錘鍛造來生產(chǎn)鍛件的技術(shù)提供了高的金屬質(zhì)量。
但是盡管如此，鋯及其合金在高溫下會劇烈氧化，由于生成氧化皮這導(dǎo)致了金屬大的損失。此外，在去氧化皮后，需要從鍛件表面除去氣體飽和層。因此，鍛造后錠料(鍛坯)的預(yù)加熱的時間越長，為了使金屬質(zhì)量相應(yīng)于要求而不得不除去的表面氣體飽和層就越厚。
先前已經(jīng)建議了鈦合金錠料的鍛造技術(shù)，其包括在高于錠料材料多晶轉(zhuǎn)變溫度的150～250℃的溫度下通過用鍛壓機(jī)或鍛錘牽拉，然后加熱并在徑向鍛造機(jī)(radial-forging machine)上最終鍛造半成品的方法進(jìn)行初始錠料變形(發(fā)明人證書USSR#1541867，c1.B21J/04，1988)。
在鍛錘或鍛壓機(jī)鍛造后應(yīng)用徑向鍛造機(jī)(RFM)能改善鍛件的表面質(zhì)量，從而獲得幾何上正確且精確的鍛造橫截面。
先前已經(jīng)建議了鍛件的生產(chǎn)方法，該方法包括錠料加熱、接著在幾個階段期間通過在四錘體鍛造裝置中四邊鍛造來用帶有兩個機(jī)械手的鍛壓機(jī)鍛造，鍛造裝置在每次鍛造時帶有附加的金屬在鍛坯橫截面上的宏觀移動，加料并傾斜鍛坯(Lazorkin V.A.，Ckorniakov Yu.N.，Tyurin V.A.，Zaluzhny Yu.G.，Kulikov V.A.，Degtiariova T.V.Increasing of efficiency of forging drawing of billets of special steels andalloys in presses.Magazine“Forging-stamping production”，1994，#2，pp.3-5)。
與使用鍛錘和鍛壓機(jī)的鍛件傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比，應(yīng)用四錘體鍛造裝置能充分地改善過程效率、最終鍛件的精確性和金屬產(chǎn)率。
還公知由裝備有鍛造工具可在幾個位置變化的活動工具臺的鍛壓機(jī)、定位在工具臺上的鍛造工具和與鍛壓操作同步的兩個機(jī)械手構(gòu)成的鍛造聯(lián)合裝置(Relis S.I.，Lapin V.V.，Sobolev Yu.V.，Means ofefficiency improvement of automatic forging complexes application.Review.Moscow.NIImash.1983，pp.2-13.Series C-3.Forging-stanpingmachine building)。
當(dāng)通過工具臺根據(jù)來自鍛壓控制板的操作者命令而在預(yù)定位置移動來繼續(xù)進(jìn)行工具變化時，鍛造聯(lián)合裝置以手動、半自動和自動模式來同時操作鍛壓機(jī)和兩個機(jī)械手，這導(dǎo)致高水平的加工機(jī)械化和自動化。
還已知鍛造聯(lián)合裝置包括裝備具有夾住并固定鍛造工具用鎖的上下板的鍛壓機(jī)、能在幾個位置改變鍛造工具的活動工具臺、由兩個或多個四錘體鍛造裝置構(gòu)成且位于工具臺上的鍛造工具，以及兩個機(jī)械手(Lazorkin V.A.，Ckomiakov Yu.N.，Tyurin V.A.，Zaluzhny Yu.G.，Kulikov V.A.，Degtiariova T.V.Increasing of efficiency of forgingdrawing of billets of special steels and alloys in presses.Magazine“Forging-stamping production”，1994，#2，pp.3-5)。
與裝備傳統(tǒng)使用的工具平臺和剪裁錘體的自動鍛造聯(lián)合裝置相比，這種已經(jīng)選作為本發(fā)明原型的鍛造聯(lián)合裝置提供了高得多的過程操作效率。
但是，對于這種鍛造聯(lián)合裝置而言，很難提供圓形橫截面鍛件的幾何高度精確性和質(zhì)量，并且很難消除作為氧化皮的金屬損失，尤其是當(dāng)生產(chǎn)鈦和副族合金的鍛件時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是建立一種生產(chǎn)鍛件的方法和基于四錘體鍛造裝置用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的鍛造聯(lián)合裝置，該裝置增加了操作效率、金屬產(chǎn)率、鍛件的精確性，以及主要由鈦及副族合金制成的圓形橫截面鍛件的高表面質(zhì)量。
當(dāng)先前建議的鍛件生產(chǎn)方法用引入下一階段和下面的生產(chǎn)參數(shù)來補(bǔ)充時，可以使問題得到解決在溫度可容許范圍內(nèi)的鍛造溫度中進(jìn)行鍛造，對于一次加熱錠料鍛造壓縮率為2.0∶1～32.0∶1，在兩個階段中，首先在一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中粗鍛造，然后在一個用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中校準(zhǔn)鍛造，鍛造壓縮率為1.05∶1～1.8∶1，并且通過每組錘體工作區(qū)在每次鍛造時包圍(embracing)鍛坯橫截面周長的40～100％，其中，所述先前的生產(chǎn)方法包括錠料加熱、接著在幾個階段期間通過在四錘體鍛造裝置中四邊鍛造來用帶有兩個機(jī)械手的鍛壓機(jī)鍛造，鍛造裝置在每次鍛造、加料并傾斜鍛坯時具有附加的金屬在鍛坯橫截面上的宏觀移動。
當(dāng)在粗鍛造的初始階段，把持錠料的機(jī)械手將錠料加入用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置的工作區(qū)，接著進(jìn)行幾次錠料鍛造及傾斜階段而不加料，直至用另一個機(jī)械手夾住錠料的鍛造部分，這樣可以使問題得到的進(jìn)一步解決。
當(dāng)在一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中進(jìn)行鍛造之前，由兩個錘體進(jìn)行錠料的鍛造可以使問題得到的進(jìn)一步解決。
此外，當(dāng)在先前建議的鍛造聯(lián)合裝置中，該裝置包括裝備具有夾住并固定鍛造工具用鎖的上下板的鍛壓機(jī)、能在幾個位置改變鍛造工具的活動工具臺、由兩個或多個四錘體鍛造裝置構(gòu)成且位于工具臺上的鍛造工具，以及一個或兩個機(jī)械手，繼續(xù)進(jìn)行下面的構(gòu)造變化在工具臺的工作區(qū)中固定一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置和至少一個用于使用錘體校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置、關(guān)閉時所用錘體工作表面重復(fù)最終鍛件橫截面的形狀。同時，位于用于使用關(guān)閉校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置錘體之間的自由空間面積小于用于粗鍛造的鍛造裝置錘體間自由空間面積的1.1～1.4倍，在錘體關(guān)閉位置的錘體和用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中每個錘體工作表面間的最小面積的自由空間以平行于錘體支撐面并在135～170。帶有兩個側(cè)面的方式形成，這樣可以使問題得到的進(jìn)一步解決。
最后，當(dāng)在用于校準(zhǔn)鍛造圓形橫截面鍛件的四錘體鍛造裝置中，同一對彼此相對對稱取向的錘體每個具有兩個突出形式的工作區(qū)，工作區(qū)通過在錘體溝槽內(nèi)形成來分開，向位于相互垂直平面內(nèi)的第二組錘體工作突出區(qū)的內(nèi)部引入縫隙，同時其橫截面中的每個錘體的工作表面具有帶有可變的曲率半徑凹面彎曲形狀，而且具有兩個工作區(qū)的錘體工作表面的曲率半徑是第二對錘體工作表面的曲率半徑的1.05～1.25倍，這樣可以使問題得到解決。


在示意圖(圖1～10)中描述本發(fā)明的鍛件生產(chǎn)方法和實(shí)現(xiàn)該方法的鍛造聯(lián)合裝置。
圖1表示具有兩個機(jī)械手的鍛造聯(lián)合裝置的示意圖，俯視圖；圖2具有四錘體鍛造裝置的鍛壓機(jī)的主視圖；圖3在用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置固定在鍛壓工作區(qū)中的位置上的鍛壓機(jī)的主視圖；圖4關(guān)閉位置的用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置的錘體；圖5關(guān)閉位置的用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置的錘體；圖6用于校準(zhǔn)鍛造具有彎曲工作表面的圓形橫截面鍛件的四錘體鍛造裝置的錘體；圖7圖6中的A-A截面；圖8圖6中的B-B截面；圖9圖7中的C-C截面；圖10圖8中的D-D截面；具體實(shí)施方式
在圖6中，虛線表示校準(zhǔn)后的鍛件直徑d，并且在圖9、10中錘體工作區(qū)的曲率半徑R1和R2位于相互垂直的平面內(nèi)。
鍛造聯(lián)合裝置包括鍛壓機(jī)1、機(jī)械手2，3、具有幾個位置鍛造工具變化的活動工具臺4(圖4所示)、鍛造工具(四錘體鍛造裝置5…8)、控制板9(圖1)。四錘體鍛造裝置5通過特殊的夾具(未顯示)連接到鍛壓機(jī)和工具臺的上10和下11板上(圖2)。鍛造過程前位于工具臺位置上的四錘體鍛造裝置的數(shù)量根據(jù)接受的生產(chǎn)方法來定義。但是，應(yīng)該為至少一個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置和一個用于校準(zhǔn)鍛造鍛件12的四錘體鍛造裝置(圖3)。
每個用于粗鍛造的鍛造裝置的錘體工作表面包括中央?yún)^(qū)(bc)和從兩側(cè)與之以α＝135～170°角相鄰的兩個側(cè)面(bk和cf)(圖4)。
位于具有錘體關(guān)閉位置的用于粗鍛造的鍛造裝置橫截面內(nèi)的錘體(F)之間的自由空間面積在圖4中由字母abcd指示。位于具有錘體關(guān)閉位置的用于校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置橫截面內(nèi)的錘體(F′)之間的自由空間面積在圖5中由字母a′b′c′d′指示。同時，位于具有關(guān)閉錘體的用于校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置錘體之間的自由空間面積小于用于粗鍛造的鍛造裝置錘體間自由空間面積的1.1～1.4倍，在錘體關(guān)閉位置下的錘體間具有最小自由空間面積域，即維持比值F/F1＝1.1～1.4。
本發(fā)明在所述(圖1…圖10)鍛造聯(lián)合裝置中生產(chǎn)鍛件的方法被繼續(xù)說明如下。首先制造鍛造聯(lián)合裝置。為此，帶有所需錘體設(shè)置的必要粗鍛造和校準(zhǔn)鍛造四錘體鍛造裝置被安裝在工具臺位置，并且就在從爐中釋放預(yù)加熱至鍛造溫度的錠料(鍛坯)前，通過工具臺4將粗鍛造用的鍛造裝置5提供到鍛壓機(jī)1的工作區(qū)(圖2)。從鍛壓機(jī)控制板9。操作者命令通過特殊的夾具(圖中未顯示)將鍛造裝置的上部活動部分連接到鍛壓機(jī)活動橫梁的上板10上(圖1，2)。在實(shí)施了這些步驟后，鍛壓機(jī)準(zhǔn)備運(yùn)行。
預(yù)加熱至鍛造溫度的鈦副族金屬和合金(鈦、鋯、鉿)或鈮、鈦或者它們的合金錠料被從加熱爐釋放，并且由機(jī)械手2加料至鍛壓工作區(qū)1，在那里它在用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中被鍛造(圖1)。在由機(jī)械手2每次鍛造后的塑性變形過程中，進(jìn)行錠料的加料，或者在每次鍛造后進(jìn)行錠料的加料和圍繞其縱軸的傾斜。當(dāng)獲得錠料伸長的具體水平時，機(jī)械手3抓住錠料的鍛造部分并且同時機(jī)械手2進(jìn)行加料或者進(jìn)行錠料的傾斜加料(圖1)。在對于一次加熱錠料(沒有附加加熱)鍛造壓縮率為2.0∶1～32.0∶1下，在容許的鍛造溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鍛造。在兩個階段中繼續(xù)鍛造，首先在一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中粗鍛造，然后在用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中校準(zhǔn)鍛造，鍛造壓縮率為1.05∶1～1.8∶1，并且每對錘體工作區(qū)在每次鍛造時包圍(embracing)鍛坯橫截面周長的40～100％。
當(dāng)鍛造具有大橫截面的錠料時，可以用兩個錘體進(jìn)行初始的鍛造，接著在用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中鍛造所得的中間體錠料。這樣做是因?yàn)橛糜诖皱懺炀哂写髾M截面錠料的四錘體鍛造裝置有時不能被放在鍛壓機(jī)的工作區(qū)內(nèi)。
通過具有平坦工作表面的錘體進(jìn)行校準(zhǔn)帶有正方形或矩形橫截面的鍛件，并且通過具有凹面彎曲表面的錘體進(jìn)行校準(zhǔn)帶有圓形橫截面的鍛件。
當(dāng)在高鍛造壓縮率(Y＞8∶1)下鍛造時，在幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中牽拉錠料。當(dāng)在用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置5中完成錠料鍛造后，從鍛壓機(jī)工作區(qū)撤出鍛坯，鍛造裝置5的活動部分與鍛壓機(jī)上板1分離并且從鍛壓機(jī)工作區(qū)撤出該裝置(圖1)。然后，用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置6被引入鍛壓機(jī)工作區(qū)，并且通過其上部的活動部分連接到鍛壓機(jī)1的板上。此后，繼續(xù)在鍛造裝置6中鍛造鍛坯。如果需要，在再安裝一個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置7后，進(jìn)行相同的步驟。最后，在安裝到鍛壓機(jī)工作區(qū)之后，在用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置8中進(jìn)行最后的步驟-校準(zhǔn)鍛件12(圖3)。
先前制備并安裝在用于粗鍛造和校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置工具臺位置上的鍛造聯(lián)合裝置的可用性、以及它們隨后在鍛造過程期間的應(yīng)用，提供了在鍛造溫度內(nèi)一次加熱錠料就可獲得高伸長率(鍛造壓縮率達(dá)到32∶1)的可能性。鍛造期間發(fā)生加熱鍛坯的劇烈變形。同時，在空氣中冷卻時損失的那部分鍛坯熱量由鍛坯在四錘體鍛造裝置中鍛造期間鍛坯的劇烈變熱來補(bǔ)償。
在小于2.0∶1的鍛造壓縮率下進(jìn)行鍛造是不合理的，因?yàn)殁伕弊褰饘偌昂辖甬a(chǎn)品的生產(chǎn)并沒有被提供有必需質(zhì)量的鍛件。在鍛造壓縮率高于32.0∶1時，實(shí)施錠料鍛造是不可能的，因?yàn)樵谶@種情況下，鍛坯被冷卻至低于鍛造容許溫度的溫度，并且形變加熱產(chǎn)生的熱量不足以彌補(bǔ)鍛坯冷卻期間的熱損失。當(dāng)在小于1.05∶1的鍛造壓縮率下校準(zhǔn)時，不可能提供高質(zhì)量和精確的鍛件表面，并且在1.8∶1的鍛造壓縮率下校準(zhǔn)足以降低過程操作的效率并且在鍛坯表面導(dǎo)致可能的輥印(collar mark)。當(dāng)通過每對錘體工作區(qū)在每次鍛造時包圍小于40％的鍛坯橫截面周長時，不可能提供高質(zhì)量和精確的鍛件表面，而且這種設(shè)計的錘體不可能包圍大于100％的鍛坯橫截面周長。
在那些情況下，當(dāng)需要在高鍛造壓縮率(Y＞15∶1)下進(jìn)行鍛造時，錠料(鍛坯)應(yīng)該盡可能短，以至于最終的鍛件長度不超過在這種裝備中提供的最大容許長度。然后，在粗鍛造的初始階段，把持短錠料的機(jī)械手將其單獨(dú)加入用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置的工作區(qū)中，接著進(jìn)行幾次鍛造并傾斜錠料而不進(jìn)料，直至錠料的鍛造部分被另一個機(jī)械手夾住。然后，用兩個機(jī)械手繼續(xù)鍛造。
在從用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中鍛造到用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中校準(zhǔn)鍛造的轉(zhuǎn)變階段，比值F/F′＝1.10～1.4提供了高質(zhì)量的鍛件。其中，F(xiàn)，F(xiàn)′是用于粗鍛造和校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置橫截面中的錘體間的空間面積。
在F/F′＜1.10時，不可能在校準(zhǔn)后提供高質(zhì)量的鍛件表面質(zhì)量。
在F/F′＞1.4時，過程的操作效率降低，在鍛件的表面上可以出現(xiàn)輥印。
在用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中，每個錘體具有由三個面產(chǎn)生的工作表面(圖4)。兩個側(cè)面以α＝135～170°的角度與中央面相鄰。當(dāng)α＜135°時，鍛件的表面上可以出現(xiàn)輥印，而當(dāng)α＞170°時，不可能在一個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中提供高的鍛造壓縮率。
為了生產(chǎn)具有高表面質(zhì)量和高尺寸精確性的直徑為d(圖6中用虛線表示)的圓形橫截面鍛件，在用于校準(zhǔn)鍛造圓形橫截面鍛件的四錘體鍛造裝置中，同一對彼此相對對稱取向的錘體每個具有兩個突出13和14形式的工作區(qū)，它們通過在寬度L的錘體溝槽內(nèi)形成而分開，向位于相互垂直平面內(nèi)的第二組錘體工作突出區(qū)15的內(nèi)部(L)引入縫隙，需要操作時縫隙與后者平行(圖6～8)。同時，其橫截面中的每個錘體的工作表面具有帶有可變的曲率半徑R1的凹面彎曲形狀(圖9、10)。而且由溝槽(L)分開的錘體工作表面的曲率半徑是第二組錘體工作表面的曲率半徑的1.05～1.25倍(圖9、10)，因此維持了比值R1＝(1.05～1.25)R2。
校準(zhǔn)錘體的這種設(shè)計允許在最終的校準(zhǔn)期間補(bǔ)償鍛坯的微小(但存在的)變寬。
當(dāng)R1＜1.5R2時，不能獲得鍛件精確性和表面質(zhì)量的顯著增加。
當(dāng)R1＞1.25R2時，表面質(zhì)量變壞并且鍛件精確性降低。
本發(fā)明工業(yè)應(yīng)用的實(shí)施例直徑450毫米的鋯合金E110錠料被切成三等份，每個1165毫米長(L＝1165毫米)，然后，這些鍛件在電力分層式烘爐中被預(yù)加熱至溫度950℃，并且在自動鍛造聯(lián)合裝置中鍛造，該裝置包括兩個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置和一個用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置；1250噸力的水壓鍛造機(jī)，以及兩個彼此同時操作的鍛造機(jī)械手和鍛壓機(jī)。
鑄造鍛坯的重量是1205千克。根據(jù)本發(fā)明，具有關(guān)閉錘體的用于校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置錘體之間的自由空間面積小于用于粗鍛造的第二個四錘體鍛造裝置(即在錘體關(guān)閉狀態(tài)下兩個相似裝置錘體間具有最小面積自由空間的用于粗鍛造的鍛造裝置)的錘體間的自由空間面積的1.2倍。用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中每個錘體的工作表面由平行于錘體支撐面的中央表面和以135～170°的角度相鄰于中央表面的兩個側(cè)面構(gòu)成。當(dāng)需要生產(chǎn)直徑為113毫米的圓形鍛件時，為了校準(zhǔn)使用四錘體鍛造裝置，一對的錘體具有兩個由溝槽分開的工作區(qū)，而且第二對的錘體位于相互垂直的面-一個工作區(qū)上。同時，第一對錘體凹面彎曲表面的曲率半徑是第二對錘體凹面彎曲表面的曲率半徑的1.15倍，即維持比值R1＝1.15 R2。
根據(jù)下面的方案鍛造直徑為450毫米的鑄件鍛坯錠料450毫米→360×360毫米→290×290毫米→220×220毫米→160×160毫米→120×120毫米→113毫米。
以兩個階段進(jìn)行鍛造首先在兩個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中粗鍛造，然后在用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中校準(zhǔn)鍛造。總的鍛造壓縮率是15.9∶1。在用于粗鍛造的第一個鍛造裝置中繼續(xù)鍛造橫截面尺寸達(dá)到220×220毫米的鍛坯(鍛造壓縮率3.28∶1)，并且在用于粗鍛造的第二個四錘體鍛造裝置中繼續(xù)鍛造橫截面尺寸達(dá)到120×120毫米的鍛坯。在第二階段，在用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中將橫截面為120×120毫米的方形鍛坯鍛造成直徑113毫米的鍛件(鍛造壓縮率1.44∶1)。在校準(zhǔn)過程期間，繼續(xù)通過每對錘體工作區(qū)在每次鍛造時包圍80～90％的鍛坯橫截面周長。
在鍛造后，通過機(jī)械處理從所得的直徑為113毫米的鍛件中生產(chǎn)具有孔徑28.50.5毫米、直徑109-0.5毫米且長度為190毫米的鍛坯。
鍛造過程的操作效率是4681千克/小時，直徑公差不超過±1毫米，產(chǎn)率為84.6％。
然后，使用上述的鍛坯來生產(chǎn)具有滿足TU95.2594-96要求質(zhì)量的9.13×7.72毫米管。
相比而言，生產(chǎn)合金E110鍛件的技術(shù)過程被作為基礎(chǔ)學(xué)科接受，在JSC“Chepetsky Mechanical Plant”中可獲得。在這種技術(shù)過程中，預(yù)加熱的錠料在錠料第二部分預(yù)加熱下首先用下落部分質(zhì)量5噸的錘子鍛造成具有方形橫截面110×110毫米的鍛件。然后，這些鍛坯被預(yù)加熱并且用下落部分質(zhì)量3噸的平坦錘體鍛造成直徑117+0.5毫米。在鍛造后，通過機(jī)械處理從所得的直徑為113毫米的鍛件中生產(chǎn)具有孔徑28.50.5毫米、直徑109-0.5毫米且長度為190毫米的鍛坯。鍛造過程的操作效率是2036千克/小時，直徑公差不超過±5毫米，生產(chǎn)效率為69.4％。因此，與基本技術(shù)過程相比，鍛造過程的操作效率增加了2.3倍，鍛件橫截面的尺寸公差降低了5倍，并且金屬成品率增加了15.2％。
表1和2說明了符合本發(fā)明效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(生產(chǎn)方法和鍛造聯(lián)合裝置)。
表1

表2

與原型和基礎(chǔ)學(xué)科相比，本發(fā)明的生產(chǎn)主要是鈦副族和合金鍛件的方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的鍛造聯(lián)合裝置使操作效率增加了1.4～2.3倍、金屬成品率增加了2～15.2％、鍛件橫截面尺寸的公差降低了2～5倍，并且還改善了鍛件的表面質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)主要由鈦副族的金屬和合金制成的鍛件的方法，其包括錠料加熱、接著在幾個階段期間通過在四錘體鍛造裝置中四邊鍛造來用帶有兩個機(jī)械手的鍛壓機(jī)鍛造，所述鍛造裝置在每次鍛造、加料并傾斜鍛坯時具有附加的金屬在鍛坯橫截面上的宏觀移動，其中在容許范圍內(nèi)的鍛造溫度下進(jìn)行鍛造，對于一次加熱錠料鍛造壓縮率為2.0∶1～32.0∶1，在兩個階段中，首先在一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中粗鍛造，然后在一個用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置中校準(zhǔn)鍛造，鍛造壓縮率為1.05∶1～1.8∶1，并且每對錘體的工作區(qū)在每次鍛造時包括鍛坯橫截面周長的40～100％。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在粗鍛造的初始階段，把持錠料的機(jī)械手將錠料一次加入用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置的工作區(qū)，接著進(jìn)行幾次錠料旋轉(zhuǎn)鍛造及傾斜階段而不加料，直至用另一個機(jī)械手夾住錠料的鍛造部分。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中在一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中進(jìn)行鍛造之前，用兩個錘體進(jìn)行錠料的鍛造。
4.一種鍛造聯(lián)合裝置，其包括帶有夾住并固定鍛造工具用鎖的上下板、能在幾個位置改變鍛造工具的活動工具臺、位于工具臺上的由兩個或多個四錘體鍛造裝置構(gòu)成的鍛造工具、以及一個或兩個機(jī)械手，其中在工具臺的工作區(qū)中安裝一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置和至少一個帶有錘體的用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置，關(guān)閉時其工作表面重復(fù)最終鍛件橫截面的形狀；同時，位于具有關(guān)閉錘體的用于校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置錘體之間的自由空間面積小于用于粗鍛造的鍛造裝置錘體之間的自由空間面積的1.1～1.4倍，在錘體關(guān)閉位置的錘體之間具有最小面積的自由空間，并在用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中每個錘體工作表面以面平行于錘體支撐面并在135～170°帶有兩個側(cè)面的方式形成。
5.權(quán)利要求4的鍛造聯(lián)合裝置，其中在用于校準(zhǔn)鍛造圓形橫截面鍛件的四錘體鍛造裝置中，同一對彼此相對對稱取向的錘體每個具有兩個突出形式的工作區(qū)，工作區(qū)通過在錘體溝槽內(nèi)形成來分開，向位于相互垂直平面內(nèi)的第二組錘體工作突出區(qū)的內(nèi)部引入縫隙；同時其橫截面中的每個錘體的工作表面具有曲率半徑可變的凹面彎曲形狀，而且具有兩個工作區(qū)的錘體工作表面的曲率半徑是高于第二對錘體工作表面的曲率半徑的1.05～1.25倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬成形方法。本發(fā)明生產(chǎn)鍛件的方法包括錠料加熱、接著在幾個階段期間通過在四錘體鍛造裝置中四邊鍛造來用帶有兩個機(jī)械手的鍛壓機(jī)鍛造，所述鍛造裝置在每次鍛造、加料并傾斜鍛坯時具有附加的金屬在鍛坯橫截面上的宏觀移動。鍛造在兩個階段進(jìn)行，即在第一階段進(jìn)行粗鍛造，在第二階段進(jìn)行最終鍛造，并且每對錘體工作區(qū)在每次鍛造時包括鍛坯橫截面周長的40～100％。本發(fā)明的鍛造系統(tǒng)包括帶有夾住并固定鍛造工具用鎖的上下板的鍛壓機(jī)、能在幾個位置改變鍛造工具的活動工具臺、位于工具臺上的由兩個或多個四錘體鍛造裝置構(gòu)成的鍛造工具、以及一個或兩個機(jī)械手。在工具臺位置具有一個或幾個用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置和一個用于校準(zhǔn)鍛造的四錘體鍛造裝置。位于用于校準(zhǔn)鍛造的鍛造裝置錘體和關(guān)閉的錘體間的自由空間面積小于用于粗鍛造的鍛造裝置錘體間自由空間面積的1.1～1.4倍。在錘體關(guān)閉位置下的錘體和用于粗鍛造的四錘體鍛造裝置中錘體工作表面間的最小面積的自由空間以平行于錘體支撐面并在135～170°帶有兩個側(cè)面的方式形成。
文檔編號B21J5/02GK1512922SQ02811235
公開日2004年7月14日 申請日期2002年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者弗拉基米爾·弗拉基米羅維奇·羅日杰斯特文斯基, 尤里·維克托羅維奇·阿爾塔莫諾夫, 謝爾蓋·根納季耶維奇·阿赫托諾夫, 維塔利·費(fèi)奧多羅維奇·科諾瓦洛夫, 弗拉基米爾·安德烈耶維奇·科特科夫, 維克托·安德烈耶維奇·拉佐金, 阿納托利·弗蘭采維奇·洛西茨基, 伊戈爾·維克托羅維奇·諾茲德林, 瓦列里·瓦西列維奇·普羅霍羅夫, 尤里·費(fèi)奧多羅維奇·捷爾諾沃伊, 根納季·謝爾蓋耶維奇·切列姆內(nèi)奇, 亞歷山大·康斯坦丁諾維奇·?？品? 奧列格·維克托羅維奇·博恰羅夫, 弗拉基米爾·鮑里索維奇·菲利波夫, 安德烈耶維奇 拉佐金, 根納季耶維奇 阿赫托諾夫, 瓦西列維奇 普羅霍羅夫, 維克托羅維奇 博恰羅夫, 維克托羅維奇 諾茲德林, 謝爾蓋耶維奇 切列姆內(nèi)奇, 費(fèi)奧多羅維奇 科諾瓦洛夫, 利 弗蘭采維奇 洛西茨基, 大 康斯坦丁諾維奇 ?？品? 弗拉基米爾 弗拉基米羅維奇 羅日杰斯特文斯基, 米爾 安德烈耶維奇 科特科夫, 米爾 鮑里索維奇 菲利波夫, 維克托羅維奇 阿爾塔莫諾夫, 費(fèi)奧多羅維奇 捷爾諾沃伊 申請人:“切佩茨斯基機(jī)械工廠”聯(lián)合股份公司