β相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)形鍛件的軋制成形方法，特別是涉及了 0相鈦合金厚壁環(huán)鍛 件的軋制成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)件的軋制成形是指在主輥和芯輥軋制力的作用下，壁厚減小，內(nèi)外徑增大的塑 性成形方式。這種成形方式在生產(chǎn)厚壁環(huán)鍛件時(shí)，靠近環(huán)件內(nèi)壁和外壁的金屬材料的流動(dòng) 速度要高于中間部位金屬材料的流動(dòng)速度，而且壁厚越大，兩者之間的差異也越大，如果采 用矩形環(huán)坯軋制成形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致成形后的厚壁環(huán)鍛件的上端面出現(xiàn)凹槽，即靠近外壁部分 和靠近內(nèi)壁部分的高度要大于中間部分的高度。
[0003] 目前，這類環(huán)件缺陷的解決方法通常有兩種：一是放大鍛件高度方向尺寸，然后機(jī) 加車除端面凹槽或者折疊的方法；二是加大錐輥的下壓速度，防止靠近內(nèi)壁和外壁兩側(cè)的 高度增長(zhǎng)過(guò)快。第一種方法會(huì)破壞鍛件端面的金屬流線，降低環(huán)件的強(qiáng)度，而且浪費(fèi)材料。 第二種方法雖然內(nèi)壁和外壁兩側(cè)的高度增長(zhǎng)得到了抑制，卻也容易使過(guò)量的金屬材料流向 內(nèi)壁和外壁兩側(cè)上端，并在此處積壓形成折疊；而且如果錐輥的下壓速度過(guò)快，還會(huì)使鍛件 端面出現(xiàn)嚴(yán)重的溫升現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鍛件質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用靠近內(nèi)壁處具有凸臺(tái)的異形環(huán)坯成形 為厚壁環(huán)鍛件的方法，該方法能夠避免鍛件端面出現(xiàn)凹槽或折疊等缺陷，并且提高環(huán)件的 性能和材料利用率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述e相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其技 術(shù)方案包括以下步驟：
[0006] 把按規(guī)格下料的e相鈦合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱到變形溫度，鐓粗、沖孔、 預(yù)軋成矩形環(huán)坯；
[0007] 把矩形環(huán)坯放在壓力機(jī)的砧板上，再將專用模具均勻放在矩形環(huán)坯上，以F= 580KN?5200KN的下壓力驅(qū)動(dòng)壓錘向下移動(dòng)，并將矩形環(huán)坯壓成所需異形環(huán)坯，其中，異形 環(huán)坯的外壁高度h/j、于厚壁環(huán)鍛件的高度h，異形環(huán)坯的內(nèi)壁高度h2要大于厚壁環(huán)鍛件的 高度h;異形環(huán)坯的凸臺(tái)上端面厚度d2是異形環(huán)坯總厚度d^勺0. 25?0. 35倍，下端面厚 度d3要大于或等于0. 4倍異形環(huán)坯的總厚度d1;
[0008] 將異形環(huán)坯重新加熱到變形溫度后裝入環(huán)軋機(jī)，設(shè)定主輥轉(zhuǎn)速為1. Orad/s、錐輥 轉(zhuǎn)速為0.9rad/s，當(dāng)異形環(huán)坯被咬入進(jìn)行軋制后，控制徑向軋制力為380KN?3400KN、軸向 軋制力為280KN?2400KN，分別驅(qū)動(dòng)主輥以Vl= 2. 00mm/s?4. 00mm/s徑向進(jìn)給速度、錐 棍以v2= 1. 10mm/s?2. 20mm/s的軸向進(jìn)給速度進(jìn)行乳制成形；
[0009] 當(dāng)異形部分的空腔被全部充滿時(shí)，剛好達(dá)到了厚壁環(huán)鍛件所需尺寸；控制錐輥不 再向下作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)整徑向進(jìn)給速度為0. 40mm/s并逐步減小，對(duì)其進(jìn)行校圓、整形，最終 成形為矩形的厚壁環(huán)鍛件。
[0010] 所述主輥的徑向進(jìn)給速度Vl和錐輥的軸向進(jìn)給速度V2滿足關(guān)系如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種0相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其特征在于，包括以下步驟： 把按規(guī)格下料的0相鈦合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱到變形溫度，鐓粗、沖孔、預(yù)軋 成矩形環(huán)坯； 把矩形環(huán)坯放在壓力機(jī)的砧板上，再將專用模具均勻放在矩形環(huán)坯上，以F= 580KN? 5200KN的下壓力驅(qū)動(dòng)壓錘向下移動(dòng)，并將矩形環(huán)坯壓成所需異形環(huán)坯，其中，異形環(huán)坯的外 壁高度4小于厚壁環(huán)鍛件的高度h，異形環(huán)坯的內(nèi)壁高度h2要大于厚壁環(huán)鍛件的高度h;異 形環(huán)坯的凸臺(tái)上端面厚度d2是異形環(huán)坯總厚度d^勺0. 25?0. 35倍，下端面厚度d3要大 于或等于0. 4倍異形環(huán)坯的總厚度d1; 將異形環(huán)坯重新加熱到變形溫度后裝入環(huán)軋機(jī)，設(shè)定主輥轉(zhuǎn)速為1.Orad/s、錐輥轉(zhuǎn)速 為0. 9rad/s，當(dāng)異形環(huán)坯被咬入進(jìn)行軋制后，控制徑向軋制力為380KN?3400KN、軸向軋制 力為280KN?3200KN，分別驅(qū)動(dòng)主輥以Vl= 2. 00mm/s?4. 00mm/s徑向進(jìn)給速度、錐輥以 v2= 1. 10mm/s?2. 20mm/s的軸向進(jìn)給速度進(jìn)行乳制成形； 當(dāng)異形部分的空腔被全部充滿時(shí)，剛好達(dá)到了厚壁環(huán)鍛件所需尺寸；控制錐輥不再向 下作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，調(diào)整徑向進(jìn)給速度為0. 40mm/s并逐步減小，對(duì)其進(jìn)行校圓、整形，最終成形 為矩形的厚壁環(huán)鍛件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的0相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其特征在于，所述 0相鈦合金為TB2合金。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的0相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其特征在于， 所述主輥的徑向進(jìn)給速度Vl和錐輥的軸向進(jìn)給速度v2滿足關(guān)系如下：
式中噸異形環(huán)坯的總厚度、h2為異形環(huán)坯內(nèi)壁的高度、d為厚壁環(huán)鍛件的厚度、h厚壁 環(huán)鍛件的高度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的0相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其特征在于， 所述專用模具的上、下兩端分別設(shè)計(jì)了形狀相同、尺寸不同的兩個(gè)模具型腔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的0相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其特征在于， 所述厚壁環(huán)鍛件的高厚比在〇. 5?1. 2之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種β相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法，其步驟為：先將中間坯設(shè)計(jì)成靠近內(nèi)壁處具有凸臺(tái)的異形環(huán)坯；再根據(jù)等體積原則計(jì)算出異形環(huán)坯的各個(gè)尺寸；根據(jù)異形環(huán)坯的形狀及尺寸設(shè)計(jì)專用模具；再將β相鈦合金棒材加熱到變形溫度后，經(jīng)鐓粗、沖孔、預(yù)軋，并在專用模具的作用下制備成異形環(huán)坯；將該異形環(huán)坯重新加熱至變形溫度，并配合合適的軋制參數(shù)，將異形環(huán)坯軋制成厚壁環(huán)鍛件。該方法，能夠有效地解決厚壁環(huán)鍛件軋制過(guò)程中出現(xiàn)的凹槽、折疊等缺陷，提高厚壁環(huán)鍛件的軋制質(zhì)量。該方法用于厚壁環(huán)鍛件的軋制成形。
【IPC分類】B21H1-06, B21J5-02, B21K21-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104550622
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410775857
【發(fā)明人】占立水, 鄒偉, 雷靜越, 蘇春民, 易文燕
【申請(qǐng)人】貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日