本發(fā)明專利技術(shù)屬于鈦合金的輾軋成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高筒薄壁鈦合金環(huán)形鍛件的成形方法。包括：下料、鐓餅、沖孔、機(jī)加內(nèi)孔，得到第一中間坯；對中間件進(jìn)行芯軸拔長；對拔長后的中間件采用內(nèi)孔專用沖頭分別從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，得到第二中間坯；對第二中間坯進(jìn)行環(huán)軋，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)孔，并消除脹孔后內(nèi)控的不均勻。并消除脹孔后內(nèi)控的不均勻。并消除脹孔后內(nèi)控的不均勻。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種高筒薄壁鈦合金環(huán)形鍛件的成形方法
[0001]本專利技術(shù)屬于鈦合金的輾軋成形
，具體涉及一種高筒薄壁鈦合金環(huán)形鍛件的成形方法。
技術(shù)介紹
[0002]鈦合金具有良好的室溫及高溫力學(xué)性能、耐腐蝕性能、優(yōu)異的冷熱加工工藝性等性能，通過熱處理可以實(shí)現(xiàn)良好的強(qiáng)度和塑性匹配。
[0003]以TA18鈦合金為例，該合金對缺口不敏感，在許多介質(zhì)中具有良好的抗蝕性，因此在航空航天管路系統(tǒng)及石化行業(yè)得到了大量的應(yīng)用。對于大高徑比高筒薄壁鈦合金鍛件一般采用碾軋成型的鍛造方法，目前主要成型工藝路線為：先鐓餅—鉆孔—馬擴(kuò)—環(huán)軋。該成型工藝具有原材料利用率低、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：解決鈦合金薄壁高筒環(huán)形鍛件的成型問題，提高材料利用率及生產(chǎn)效率，降低該類型鍛件的生產(chǎn)成本。
[0005]本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
[0006]一種高筒薄壁鈦合金環(huán)形鍛件的成形方法，包括：
[0007]下料、鐓餅、沖孔、機(jī)加內(nèi)孔，得到第一中間坯；
[0008]對中間件進(jìn)行芯軸拔長；
[0009]對拔長后的中間件采用內(nèi)孔專用沖頭分別從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，得到第二中間坯；
[0010]對第二中間坯進(jìn)行環(huán)軋，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)孔，并消除脹孔后內(nèi)控的不均勻。
[0011]下料、鐓餅、沖孔，包括：
[0012]坯料加熱，然后進(jìn)行熱包套，包套后回爐保溫60min后出爐進(jìn)行鍛壓；
[0013]在壓機(jī)上鍛壓坯料，形成餅坯，餅坯沖孔，孔直徑等于芯軸直徑。
[0014]機(jī)加后的內(nèi)孔直徑比芯軸直徑大5
?
10mm。
[0015]對中間件進(jìn)行芯軸拔長，包括：
[0016]第一火：采用六方芯軸拔長，其中，每錘壓下量30～50mm，滿砧送進(jìn)，使孔貼實(shí)芯軸；
[0017]第二火：采用圓形芯軸拔長，其中，每次送進(jìn)長度的1/5，每錘壓下量30～50mm。
[0018]對拔長后的中間件采用內(nèi)孔專用沖頭分別從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，得到第二中間坯，包括：
[0019]第一火：采用錐形的第一內(nèi)孔專用沖頭依次從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，使內(nèi)孔脹大30～80mm；兩次脹孔的下壓高度均為拔長后的中間件長度的2/3；
[0020]第二火：采用錐形的第二內(nèi)孔專用沖頭依次從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，使內(nèi)孔脹大40～100mm；兩次脹孔的下壓高度均為拔長后的中間件長度的2/3。
[0021]脹孔的鍛造設(shè)備為16MN或2500t壓力機(jī)，下壓速率控制在10～15mm/s。
[0022]包套材料采用10～15mm厚度的高溫棉。
[0023]本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)通過在原有的鈦合金高筒環(huán)形鍛件輾軋工藝中，將鐓餅、鉆孔、馬擴(kuò)、環(huán)軋改為鐓餅、沖孔、芯軸拔長、脹孔、環(huán)軋；通過鐓餅、沖孔可以得到環(huán)形，節(jié)省了鉆孔的原材料浪費(fèi)，芯軸拔長減小受壓截面面積，降低了制坯的變形抗力，得到高徑比預(yù)制坯，脹孔可以將預(yù)制坯外徑、內(nèi)徑擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)了得到高筒環(huán)形鈦合金環(huán)坯的目的，為鈦合金高筒環(huán)形鍛件的成形工藝提供了一種新的選擇途徑。
附圖說明
[0024]圖1為一種鈦合金高筒薄壁環(huán)形鍛件的輾軋成形方法的流程圖。
[0025]圖2a為六方芯軸的示意圖。
[0026]圖2b為圓形芯軸的示意圖。
[0027]圖3a為沖頭1的示意圖。
[0028]圖3b為沖頭2的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0029]以下結(jié)合實(shí)施例對具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]以某航天用鈦合金高筒環(huán)形鍛件(材料為TA18鈦合金)為例，當(dāng)使用傳統(tǒng)碾軋工藝時(shí)，需要189.8KG原材料，8火次鍛造。通過本專利技術(shù)的工藝，僅需要168.3KG(φ230
×
～900mm)原材料，6火次鍛造，節(jié)省了原材料，減少了火次，降低了生產(chǎn)成本。
[0032]如圖1所示，詳細(xì)工藝步驟如下：
[0033]步驟一：下料：下料規(guī)格：φ230
×
900mm，倒角R5mm。
[0034]步驟二：鐓餅、沖孔：坯料加熱：棒料冷料加熱，預(yù)熱(700℃
±
50℃)保溫時(shí)間按60min，升溫至900℃，保溫100min；在高溫保溫后進(jìn)行熱包套(包套材料用10～15mm厚度高溫棉及粉狀高溫黏結(jié)劑)，包套后回爐保溫60min后出爐進(jìn)行鍛壓。一火成形，鐓粗至Φ340
×
410mm后沖內(nèi)孔，沖出的內(nèi)孔尺寸為Φ100
×
～130mm。
[0035]步驟三：機(jī)加內(nèi)孔：內(nèi)孔車至Φ105mm，倒內(nèi)孔圓角R10mm。
[0036]步驟四：芯軸拔長：在16MN/2500T油壓機(jī)上進(jìn)行，采用二火次成形，加熱溫度：930℃保溫120min，熱料回爐保溫時(shí)間減半。尺寸為Φ300
×
Φ150
×
670mm，第一火輕緩變形，使孔貼實(shí)芯軸。采用圖2a的芯軸1進(jìn)行拔長，每錘壓下量30mm，滿砧送進(jìn)；第二火采用圖2b的芯軸2進(jìn)行拔長，每次送進(jìn)鍛件長度的1/5，每錘壓下量50mm。
[0037]步驟五：脹孔：在16MN/2500T油壓機(jī)上進(jìn)行，二火次成形。加熱溫度：930℃保溫100min，熱料回爐保溫時(shí)間減半。第一火采用圖3a的沖頭1進(jìn)行Φ195脹孔，尺寸為Φ325
×
Φ195
×
660mm；然后翻面，從另外一端進(jìn)行脹孔；第二火采用圖3b的沖頭2進(jìn)行Φ235mm進(jìn)行脹孔，然后翻面，從另外一端進(jìn)行脹孔；最終尺寸為Φ355
×
Φ235
×
650mm。所有脹孔的下壓高度均為拔長后的中間件長度的2/3；脹孔的鍛造設(shè)備為16MN或2500t壓力機(jī)，下壓速率控制在10～15mm/s。
[0038]步驟六：環(huán)軋：在Φ1600mm立式環(huán)扎機(jī)上進(jìn)行。一火次成形，加熱制度：930℃保溫
80min：最終鍛件尺寸為Φ385
×
Φ280
×
650mm。
[0039]實(shí)施例2
[0040]步驟一：下料：下料規(guī)格：φ300
×
1070mm，倒角R5mm。
[0041]步驟二：鐓餅、沖孔：坯料加熱：棒料冷料加熱，預(yù)熱(700℃
±
50℃)保溫時(shí)間按80min，升溫至900℃，保溫130min；在高溫保溫后進(jìn)行熱包套(包套材料用10～15mm厚度高溫棉及粉狀高溫黏結(jié)劑)，包套后回爐保溫60min后出爐進(jìn)行鍛壓。兩火成形，鐓粗至Φ485
×
410mm后沖內(nèi)孔，沖出的內(nèi)孔尺寸為Φ120
×
～130mm。
[0042]步驟三：機(jī)加內(nèi)孔：內(nèi)孔車至Φ125mm，倒內(nèi)孔圓角R10mm。
[0043]步驟四：芯軸拔長：在16MN/2500T油壓機(jī)上進(jìn)行，采用二火次成形，加熱溫度：930℃保溫80min，熱料回爐保溫時(shí)間減半本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高筒薄壁鈦合金環(huán)形鍛件的成形方法，其特征在于，包括：下料、鐓餅、沖孔、機(jī)加內(nèi)孔，得到第一中間坯；對中間件進(jìn)行芯軸拔長；對拔長后的中間件采用內(nèi)孔專用沖頭分別從內(nèi)孔兩端進(jìn)行脹孔，得到第二中間坯；對第二中間坯進(jìn)行環(huán)軋，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)孔，并消除脹孔后內(nèi)控的不均勻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，下料、鐓餅、沖孔，包括：坯料加熱，然后進(jìn)行熱包套，包套后回爐保溫60min后出爐進(jìn)行鍛壓；在壓機(jī)上鍛壓坯料，形成餅坯，餅坯沖孔，孔直徑等于芯軸直徑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，機(jī)加后的內(nèi)孔直徑比芯軸直徑大5
?
10mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對中間件進(jìn)行芯軸拔長，包括：第一火：采用六方芯軸拔長，其中，每錘壓下量30～50mm，滿砧送進(jìn)，使孔貼實(shí)芯軸；第二火：采用圓形芯軸拔長，其中，每次送進(jìn)長度的1/5，每錘壓下量...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王哲，馮曉艷，王玉佩，林劍，張帥，郭明輝，
申請(專利權(quán))人：陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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