專利名稱：一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍛造成型技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝。
背景技術(shù)：
飛機(jī)“黑匣子”通常是用鐵金屬和一些高性能的耐熱材料做成，必須能夠抵受2. 25 噸的撞擊力，在1000°c高溫下10小時(shí)仍不會(huì)受損，其具有極強(qiáng)的抗火、耐壓、耐沖擊振動(dòng)、 耐海水(或煤油)浸泡以及抗磁干擾等能力，即便飛機(jī)已完全損壞黑匣子里的記錄數(shù)據(jù)也能 完好保存。
由于飛機(jī)“黑匣子”材料的特殊性，目前主要采用等溫鍛造成型的方法進(jìn)行加工生 產(chǎn)，該方法成本較高，生產(chǎn)效率低下，對(duì)設(shè)備和模具材料的依賴性很大，由于其模具要加熱 到800度并維持該溫度進(jìn)行鍛造成型，模具無論是抗高溫還是抗磨損、抗疲勞都有嚴(yán)格的 要求，這就給大批量生產(chǎn)帶來了瓶頸。等溫鍛造還需要專門的設(shè)備進(jìn)行，給黑匣子生產(chǎn)帶來 很大的局限性。另外，黑匣子內(nèi)型腔表面是不進(jìn)行機(jī)加工的，這就要求必須鍛造出符合要求 的表面質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其能解決現(xiàn) 有采用等溫鍛造的方法加工飛機(jī)黑匣子存在的生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低以及對(duì)設(shè)備、模具 材料依賴性大的問題。
其技術(shù)方案是這樣的，其特征在于其在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座的開式 鍛模對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，其包括以下加工步驟(1)下料保證下料件表面光滑并去除尖棱，兩端面倒圓，表面粗糙度不低于Ral.6 ；(2)預(yù)鍛模具安裝將預(yù)鍛模具安裝在所述精密模座中，并調(diào)整所述預(yù)鍛模具與所述精 密模座各方面間隙，采用所述精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)鍛模具預(yù)熱，將所述預(yù)鍛模 具加熱到200度 240度并保證該溫度不變，對(duì)所述預(yù)鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(3)下料件表面涂層將所述下料件在烘烤箱中預(yù)熱至100度 150度，然后向所述下 料件表面均勻地噴涂玻璃潤滑劑，所述玻璃潤滑劑的厚度為O.1mm O. 2mm ;(4)預(yù)鍛將所述下料件加熱至900 1120度，保溫40分鐘 70分鐘，在所述精密螺 旋壓力機(jī)上采用所述精密模座對(duì)所述下料件進(jìn)行預(yù)鍛，得到預(yù)鍛件，所述預(yù)鍛的終鍛溫度 不得低于850度；(5)吹砂、打磨缺陷去除所述預(yù)鍛件表面氧化皮，并打磨所述預(yù)鍛件因變形出現(xiàn)的裂 紋、凹坑等缺陷；(6)終鍛模具安裝卸下所述預(yù)鍛模具，然后將所述終鍛模具安裝在所述精密模座中， 并調(diào)整所述終鍛模具與模座各方面間隙，采用所述模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)所述模具預(yù)熱，將 所述模具加熱到200度 240度并保證該溫度不變，對(duì)所述終鍛模具型腔表面噴涂模具潤 滑劑；(7)預(yù)鍛件表面涂層將所述預(yù)鍛件放至烘烤箱中預(yù)熱至100度 150度，然后向所述 預(yù)鍛件表面噴涂玻璃潤滑劑，所述玻璃潤滑劑的厚度為O.1mm O. 2mm ;(8)終鍛將所述預(yù)鍛件加熱900 1120度，保溫30分鐘 60分鐘，然后在所述精密 螺旋壓力機(jī)上采用所述精密模座對(duì)所述預(yù)鍛件進(jìn)行終鍛，將所述預(yù)鍛件鍛造至黑匣子尺寸 要求，終鍛溫度不得低于850度；(9)吹砂砂粒直徑小于O.1_，去除黑匣子表面氧化皮，得到符合要求的表面質(zhì)量。
其進(jìn)一步特征在于所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料要求H13，所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料熱處理后硬 度為HRC48 52，所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的型腔表面粗糙度不低于RaO. 8 ；所述玻璃潤滑劑由玻璃粉與去離子水按質(zhì)量百分比為1:2 4均勻混合而成，所述玻 璃粉采用北京玻璃研究所生產(chǎn)的GR-53 ；所述模具潤滑劑為石墨乳和水按體積比1:2比例的混合物。
與以往采用等溫鍛造的方式加工飛機(jī)黑匣子相比較，本發(fā)明工藝的有益效果在 于其采用了普通模鍛的方式實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)黑匣子的成型，較傳統(tǒng)的等溫鍛造成型效率高，大 大節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)也消除了對(duì)特殊設(shè)備和特殊模具材料的依賴；其在精密螺旋壓力機(jī) 上采用精密模座的開式模鍛對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛兩次鍛造，通過預(yù)鍛防止一次變形量過 大導(dǎo)致鍛造時(shí)鍛件出現(xiàn)開裂，同時(shí)預(yù)鍛為終鍛工序提供合理的坯料分配，并為終鍛留一定 的變形量，防止因終鍛變形量不夠或在臨界變形區(qū)導(dǎo)致粗晶，影響最終性能；而精密模座上 的碰面板能起到有效控制鍛件變形量的作用，從而保證終鍛時(shí)嚴(yán)格控制變形量；另外，采用 預(yù)鍛與終鍛的鍛造的方法，還可以保證有每一次鍛造都有較高的終鍛溫度(相對(duì)于始鍛溫 度)，從而有效防止金屬塑性降低、變形抗力增大，有利于提高金屬的流動(dòng)性，從而保證了鍛 件性能要求；此外，其在預(yù)鍛與終鍛前對(duì)坯料、預(yù)鍛件表面噴涂玻璃潤滑劑，并對(duì)預(yù)鍛模具、 終鍛模具噴涂模具潤滑劑，因而能有效防止坯料高溫時(shí)被氧化，同時(shí)在鍛造成型時(shí)玻璃潤 滑劑、模具潤滑劑能夠起有有效的潤滑作用，保證金屬流動(dòng)的均勻性和連續(xù)性；此外，由于 在加熱和變形時(shí)均有潤滑劑的保護(hù)和潤滑，使得鍛件不直接與模具接觸，因而減少了磨損， 提高鍛件表面質(zhì)量；由于黑匣子內(nèi)腔表面為非加工表面，控制模具材料的硬度要求以及模 具型腔表面粗糙度是為了得到良好的鍛件表面質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一(O下料保證下料件表面光滑并去除尖棱，兩端面倒圓，表面粗糙度Ral. 6 ；(2)預(yù)鍛模具安裝將預(yù)鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整預(yù)鍛模具與精密模座各方面 間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)預(yù)鍛模具預(yù)熱，將預(yù)鍛模具加熱到220度并保證該溫 度不變，對(duì)預(yù)鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(3)下料件表面涂層將下料件在烘烤箱中預(yù)熱至100度，然后向所述下料件表面均勻 地噴涂玻璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O. 2mm ；(4)預(yù)鍛將下料件加熱至1010度，保溫40分鐘，在所述精密螺旋壓力機(jī)上采用所述 精密模座對(duì)所述下料件進(jìn)行預(yù)鍛，得到預(yù)鍛件，預(yù)鍛的終鍛溫度850度；(5)吹砂、打磨缺陷去除預(yù)鍛件表面氧化皮，并打磨預(yù)鍛件因變形出現(xiàn)的裂紋、凹坑等缺陷；(6)終鍛模具安裝卸下預(yù)鍛模具，然后將終鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整終鍛模 具與精密模座各方面間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)終鍛模具預(yù)熱，將終鍛模具加熱 到200度并保證該溫度不變，對(duì)終鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(7)預(yù)鍛件表面涂層將預(yù)鍛件放至烘烤箱中預(yù)熱至150度，然后向預(yù)鍛件表面噴涂玻 璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O.1mm ；(8)終鍛將預(yù)鍛件加熱1120度，保溫45分鐘，然后在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模 座對(duì)預(yù)鍛件進(jìn)行終鍛，將預(yù)鍛件鍛造至黑匣子尺寸要求，終鍛溫度870度；(9)吹砂砂粒直徑小于O.1_，去除黑匣子表面氧化皮，得到符合要求的表面質(zhì)量。
在上述成型工藝中，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料要求H13，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材 料熱處理后硬度為HRC48 52，預(yù)鍛模具、終鍛模具的型腔表面粗糙度不低于RaO. 8 ;玻璃 潤滑劑由玻璃粉與去離子水按質(zhì)量百分比為1:2均勻混合而成，玻璃粉采用北京玻璃研究 所生產(chǎn)的GR-53 ;模具潤滑劑為石墨乳和水按體積比1:2比例的混合物。
實(shí)施例二 (O下料保證下料件表面光滑并去除尖棱，兩端面倒圓，表面粗糙度Ral. 8 ；(2)預(yù)鍛模具安裝將預(yù)鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整預(yù)鍛模具與精密模座各方面 間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)預(yù)鍛模具預(yù)熱，將預(yù)鍛模具加熱到240度并保證該溫 度不變，對(duì)預(yù)鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(3)下料件表面涂層將下料件在烘烤箱中預(yù)熱至125度，然后向所述下料件表面均勻 地噴涂玻璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O.1mm ；(4)預(yù)鍛將下料件加熱至900度，保溫70分鐘，在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座對(duì) 下料件進(jìn)行預(yù)鍛，得到預(yù)鍛件，預(yù)鍛的終鍛溫度860度；(5)吹砂、打磨缺陷去除預(yù)鍛件表面氧化皮，并打磨預(yù)鍛件因變形出現(xiàn)的裂紋、凹坑等 缺陷；(6)終鍛模具安裝卸下預(yù)鍛模具，然后將終鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整終鍛模 具與精密模座各方面間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)終鍛模具預(yù)熱，將終鍛模具加熱 到220度并保證該溫度不變，對(duì)終鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(7)預(yù)鍛件表面涂層將預(yù)鍛件放至烘烤箱中預(yù)熱至100度，然后向預(yù)鍛件表面噴涂玻 璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O. 15mm ；(8)終鍛將預(yù)鍛件加熱985度，保溫30分鐘，然后在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座 對(duì)預(yù)鍛件進(jìn)行終鍛，將預(yù)鍛件鍛造至黑匣子尺寸要求，終鍛溫度850度；(9)吹砂砂粒直徑小于O.1_，去除黑匣子表面氧化皮，得到符合要求的表面質(zhì)量。
在上述成型工藝中，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料要求H13，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材 料熱處理后硬度為HRC48 52，預(yù)鍛模具、終鍛模具的型腔表面粗糙度不低于RaO. 8 ;玻璃 潤滑劑由玻璃粉與去離子水按質(zhì)量百分比為1:3均勻混合而成，玻璃粉采用北京玻璃研究 所生產(chǎn)的GR-53 ;模具潤滑劑為石墨乳和水按體積比1:2比例的混合物。
實(shí)施例三(O下料保證下料件表面光滑并去除尖棱，兩端面倒圓，表面粗糙度Ral. 7 ；(2)預(yù)鍛模具安裝將預(yù)鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整預(yù)鍛模具與精密模座各方面間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)預(yù)鍛模具預(yù)熱，將預(yù)鍛模具加熱到200度并保證該溫 度不變，對(duì)預(yù)鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(3)下料件表面涂層將下料件在烘烤箱中預(yù)熱至150度，然后向下料件表面均勻地噴 涂玻璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O. 15mm ；(4)預(yù)鍛將下料件加熱至1120度，保溫55分鐘，在所述精密螺旋壓力機(jī)上采用所述 精密模座對(duì)所述下料件進(jìn)行預(yù)鍛，得到預(yù)鍛件，預(yù)鍛的終鍛溫度850度；(5)吹砂、打磨缺陷去除預(yù)鍛件表面氧化皮，并打磨預(yù)鍛件因變形出現(xiàn)的裂紋、凹坑等 缺陷；(6)終鍛模具安裝卸下預(yù)鍛模具，然后將終鍛模具安裝在精密模座中，并調(diào)整終鍛模 具與精密模座各方面間隙，采用精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)終鍛模具預(yù)熱，將終鍛模具加熱 到240度并保證該溫度不變，對(duì)終鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑；(7)預(yù)鍛件表面涂層將預(yù)鍛件放至烘烤箱中預(yù)熱至125度，然后向預(yù)鍛件表面噴涂玻 璃潤滑劑，玻璃潤滑劑的厚度為O. 2mm ；(8)終鍛將預(yù)鍛件加熱900度，保溫60分鐘，然后在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座 對(duì)預(yù)鍛件進(jìn)行終鍛，將預(yù)鍛件鍛造至黑匣子尺寸要求，終鍛溫度850度；(9)吹砂砂粒直徑小于O.1_，去除黑匣子表面氧化皮，得到符合要求的表面質(zhì)量。
在上述成型工藝中，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料要求H13，預(yù)鍛模具、終鍛模具的材 料熱處理后硬度為HRC48 52，預(yù)鍛模具、終鍛模具的型腔表面粗糙度不低于RaO. 8 ;玻璃 潤滑劑由玻璃粉與去離子水按質(zhì)量百分比為1:4均勻混合而成，玻璃粉采用北京玻璃研究 所生產(chǎn)的GR-53 ;模具潤滑劑為石墨乳和水按體積比1:2比例的混合物。
上述實(shí)施例中所采用的精密螺旋壓力機(jī)為武漢新威奇科技有限公司生產(chǎn)的 J58K-1000型精密螺旋壓力機(jī)。
本發(fā)明工藝中通過采用精密模座的碰面板實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)鍛變形量的控制在上、下模 具之間設(shè)置碰模板，碰模板與下模具固定在一起；當(dāng)進(jìn)行鍛造時(shí)，碰模板的上端面與上模具 之間有間隙，當(dāng)黑匣子鍛造向厚度尺寸達(dá)到設(shè)定要求時(shí)，碰模板的上端面與上模具接觸，碰 模板有一系列尺寸，可以通過更換不同尺寸的碰模板來調(diào)節(jié)黑匣子的厚度尺寸，從而達(dá)到 控制變形量的目的。
權(quán)利要求
1.一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于其在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座的開式模鍛對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，其包括以下加工步驟(1)下料保證下料件表面光滑并去除尖棱，兩端面倒圓，表面粗糙度不低于Ral.6 ；(2)預(yù)鍛模具安裝將預(yù)鍛模具安裝在所述精密模座中，并調(diào)整所述預(yù)鍛模具與所述精密模座各方面間隙，采用所述精密模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)鍛模具預(yù)熱，將所述預(yù)鍛模具加熱到200度 240度并保證該溫度不變；(3)預(yù)鍛將所述下料件加熱至900 1120度，保溫40分鐘 70分鐘，在所述精密螺旋壓力機(jī)上采用所述精密模座對(duì)所述下料件進(jìn)行預(yù)鍛，得到預(yù)鍛件，所述預(yù)鍛的終鍛溫度不得低于850度；(4)吹砂、打磨缺陷去除所述預(yù)鍛件表面氧化皮，并打磨所述預(yù)鍛件因變形出現(xiàn)的裂紋、凹坑等缺陷；(5)終鍛模具安裝卸下所述預(yù)鍛模具，然后將所述終鍛模具安裝在所述精密模座中，并調(diào)整所述終鍛模具與模座各方面間隙，采用所述模座的電加熱系統(tǒng)對(duì)所述模具預(yù)熱，將所述模具加熱到200度 240度并保證該溫度不變；(6)終鍛將所述預(yù)鍛件加熱900 1120度，保溫30分鐘 60分鐘，然后在所述精密螺旋壓力機(jī)上采用所述精密模座對(duì)所述預(yù)鍛件進(jìn)行終鍛，將所述預(yù)鍛件鍛造至黑匣子尺寸要求，終鍛溫度不得低于850度；(7)吹砂砂粒直徑小于O.1mm，去除黑匣子表面氧化皮，得到符合要求的表面質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于在所述預(yù)鍛前、所述終鍛前，先分別將所述下料件、所述預(yù)鍛件在烘烤箱中預(yù)熱至100度 150度，然后向所述下料件、預(yù)鍛件表面均勻地噴涂玻璃潤滑劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于所述玻璃潤滑劑的厚度為O.1mm O. 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于所述玻璃潤滑劑由玻璃粉與去離子水按質(zhì)量百分比為1:2 4均勻混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于在所述預(yù)鍛前、所述終鍛前，在所述預(yù)鍛模具、所述終鍛模具型腔表面噴涂模具潤滑劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于所述模具潤滑劑為石墨乳和水按體積比1:2比例的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其特征在于所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料要求H13，所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的材料熱處理后硬度為HRC48 52，所述預(yù)鍛模具、終鍛模具的型腔表面粗糙度不低于RaO. 8。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種飛機(jī)黑匣子的精密模鍛成型工藝，其能解決現(xiàn)有采用等溫鍛造的方法加工飛機(jī)黑匣子存在的生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低以及對(duì)設(shè)備、模具材料依賴性大的問題。其特征在于其在精密螺旋壓力機(jī)上采用精密模座的開式模鍛對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，其包括以下加工步驟(1)下料；(2)預(yù)鍛模具安裝；(3)預(yù)鍛；(4)吹砂、打磨缺陷；(5)終鍛模具安裝；(6)終鍛；(7)吹砂。
文檔編號(hào)B21J3/00GK102989955SQ20121051901
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者劉攀登, 王平剛, 李偉, 齊向華 申請(qǐng)人:無錫透平葉片有限公司