鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其步驟為：把預(yù)熱的模套固定在脹形機(jī)的工作臺(tái)上，再把加熱的鋁合金矩形截面環(huán)形件套裝在脹形機(jī)內(nèi)經(jīng)預(yù)熱的脹形塊外圍，使其處于由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的環(huán)形空間內(nèi)；啟動(dòng)脹形機(jī)使脹形塊從該環(huán)形件的內(nèi)圓周表面沿徑向擠壓該環(huán)形件并變形13%～15%后被擠壓到模套的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，充滿(mǎn)了由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔，經(jīng)保壓后成為異形截面環(huán)形件。該方法采用一次大變形量脹形成形，簡(jiǎn)化了操作，獲得了尺寸精度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)率高的脹形異形截面環(huán)形件。該異形截面環(huán)形件主要用于航空航天等領(lǐng)域使用的筒形殼體等回轉(zhuǎn)體零部件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)件的脹形方法，特別是涉及了鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在環(huán)形件成形【技術(shù)領(lǐng)域】，隨著航空、航天、船舶、核能、燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電等行業(yè)的發(fā)展對(duì)環(huán)形件高可靠性、高壽命和低成本的要求，對(duì)環(huán)形件的成形尺寸精度、組織及性能也提出了較高的要求，環(huán)形件成形朝著優(yōu)質(zhì)、精密、高效、環(huán)保、低成本的方向發(fā)展。
[0003]鋁合金矩形截面環(huán)形件(指縱截面是矩形截面的環(huán)形件)或異形截面環(huán)形件(指縱截面是非矩形截面的環(huán)形件)采用環(huán)軋機(jī)軋制后，由于受軋制工藝及設(shè)備局限性的影響，其尺寸精度一般不高；只有在環(huán)形件形狀較理想和設(shè)備性能較優(yōu)異的情況下，其尺寸精度才能達(dá)到相應(yīng)尺寸的3%。?5%。(千分之三至千分之五)，而且軋制后的環(huán)形件由于應(yīng)力較大，在后續(xù)加工工序中如果控制不好易產(chǎn)生翹曲、變形甚至開(kāi)裂等缺陷。
[0004]2012年6月20日公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN102500707A公開(kāi)了一種鋁合金矩形環(huán)軋件熱脹形成形為異形環(huán)件的方法，所述矩形環(huán)軋件即為矩形截面環(huán)形件，所述異形環(huán)件即為異形截面環(huán)形件。該方法把加熱的鋁合金矩形環(huán)軋件裝進(jìn)脹形機(jī)，通過(guò)對(duì)脹形機(jī)的芯軸滑塊施加軸向拉力使其沿軸向向下移動(dòng)并沿所述徑向滑塊的內(nèi)孔錐面擠壓徑向滑塊使各徑向滑塊沿徑向同步移動(dòng)擴(kuò)散，裝在徑向滑塊外圓周面上的脹形塊從矩形環(huán)軋件的內(nèi)圓周表面沿徑向擠壓矩形環(huán)軋件使其發(fā)生內(nèi)、外徑尺寸擴(kuò)大及壁厚減薄的塑性變形，經(jīng)過(guò)一次大變形和連續(xù)三次小變形，所述鋁合金矩形環(huán)軋件被脹形塊脹形成形為異形環(huán)件。該方法采用開(kāi)放式脹形方式脹形成形的鋁合金異形截面環(huán)形件存在以下問(wèn)題:第一，僅僅是所述環(huán)形件的內(nèi)徑尺寸精度能夠達(dá)到內(nèi)徑尺寸的1%。?2%。，對(duì)于所述環(huán)形件的外徑及高度的尺寸精度則無(wú)法達(dá)到該尺寸精度，因?yàn)樵诿浶芜^(guò)程中所述環(huán)形件的外徑及高度的尺寸精度是不受控的，不能通過(guò)該脹形方法來(lái)提高其尺寸精度；第二，在采用該方法把矩形截面環(huán)形件脹形成異形截面環(huán)形件的過(guò)程中，由于矩形截面環(huán)形件的下半部先受到來(lái)自于脹形塊的脹形力作用，其下半部先被脹形變薄，金屬?gòu)钠湎掳氩肯蚱渖习氩苛鲃?dòng)，控制不好容易造成上半部金屬堆積過(guò)多使脹形成形的異形截面環(huán)形件壁厚不均勻，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成異形截面環(huán)形件的上半部產(chǎn)生鼓包等缺陷而報(bào)廢；第三，該方法通過(guò)一次大變形脹形和連續(xù)三次小變形脹形，以及三次旋轉(zhuǎn)來(lái)把矩形截面環(huán)形件脹形成異形截面環(huán)形件，每次脹形都要通過(guò)調(diào)節(jié)和控制大量的工藝參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)，其工序較為繁瑣，生產(chǎn)率低，能源消化大，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備的要求也較高，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不利于控制產(chǎn)品質(zhì)量和組織大批量生產(chǎn)，很難獲得優(yōu)質(zhì)、精密、高效、環(huán)保和低成本的環(huán)形件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用模套來(lái)實(shí)現(xiàn)鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，該方法通過(guò)一次大變形對(duì)所述鋁合金矩形截面環(huán)形件進(jìn)行脹形，簡(jiǎn)化了操作，獲得了尺寸精度高、產(chǎn)品質(zhì)量易于控制、有利于組織大批量生產(chǎn)和生產(chǎn)率高的脹形異形截面環(huán)形件。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其技術(shù)方案包括以下步驟:
[0007]把預(yù)熱到270°C?300°C的模套固定在脹形機(jī)的工作臺(tái)上并與芯軸滑塊同心，再把加熱到430°C?460°C的鋁合金矩形截面環(huán)形件套裝進(jìn)脹形機(jī)，使其內(nèi)環(huán)面套在經(jīng)預(yù)熱到270°C?300°C的脹形塊的外圓周面外圍，所述矩形截面環(huán)形件處于由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的環(huán)形空間內(nèi)，所述脹形塊的外圓周面具有與最終脹形成形的異形截面環(huán)形件的內(nèi)圓周面相配合一致的形狀，所述模套的內(nèi)圓周面具有與最終脹形成形的異形截面環(huán)形件的外圓周面相配合一致的形狀，此時(shí)，徑向滑塊處于合攏狀態(tài)；
[0008]啟動(dòng)脹形機(jī)對(duì)芯軸滑塊施加軸向拉力F使其沿軸向向下移動(dòng)并沿所述徑向滑塊的內(nèi)孔錐面擠壓徑向滑塊使各徑向滑塊沿徑向同步移動(dòng)擴(kuò)散，裝在徑向滑塊外圓周面上的脹形塊從矩形截面環(huán)形件的內(nèi)圓周表面沿徑向擠壓該矩形截面環(huán)形件，矩形截面環(huán)形件發(fā)生內(nèi)、外徑尺寸擴(kuò)大及壁厚減薄的塑性變形，當(dāng)其脹形變形量達(dá)到13%?15%時(shí)被擠壓到模套的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，充滿(mǎn)了由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔，經(jīng)保壓后成為異形截面環(huán)形件；
[0009]所述矩形截面環(huán)形件的脹形溫度為430°C?460°C，脹形時(shí)間按矩形截面環(huán)形件的壁厚X0.6s/mm?1.0s/mm計(jì)算,保壓時(shí)間按異形截面環(huán)形件的壁厚X 18s/mm?38s/mm計(jì)算;
[0010]脹形結(jié)束后，向上移動(dòng)芯軸滑塊，合攏徑向滑塊，拆卸并取出模套后取出經(jīng)脹形后的異形截面環(huán)形件。
[0011]所述招合金材料牌號(hào)是2618A。
[0012]脹形過(guò)程中，所述脹形機(jī)對(duì)芯軸滑塊施加的軸向拉力F按下式計(jì)算確定:
[0013]F = ξ X Q02XS
[0014]式中:
[0015]ξ—脹形機(jī)脹形系數(shù)，本發(fā)明取1.26?1.52 ;
[0016]σ Q 2——脹形溫度下鋁合金材料的屈服強(qiáng)度(MPa)，2618A合金取50MPa?90MPa ；
[0017]S—矩形截面環(huán)形件或異形環(huán)坯的縱截面面積(mm2)。
[0018]采用上述方法脹形成形的異形截面環(huán)形件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ400πιπι?Φ 4500mm,壁厚為 IOmm ?200mm,高度為 40mm ?750mm。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明把所述矩形截面環(huán)形件置于由脹形機(jī)上的脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的環(huán)形空間內(nèi)，通過(guò)采用13%?15%大變形量把矩形截面環(huán)形件擠壓到由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔內(nèi)一次性脹形成為異形截面環(huán)形件，實(shí)現(xiàn)了封閉式脹形。
[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)放式脹形而言，本發(fā)明采用閉式脹形方式在脹形過(guò)程中能夠使所述矩形截面環(huán)形件內(nèi)徑、外徑和高度尺寸處于受控狀態(tài)，不僅可以提高異形截面環(huán)形件的內(nèi)徑尺寸精度，而且也可以提高其外徑和高度的尺寸精度，即可以使整個(gè)異形截面環(huán)形件的所有尺寸精度得到提高，從而實(shí)現(xiàn)了精密脹形成形。[0022]在采用閉式脹形方式脹形的過(guò)程中，由于受脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔的限制，可以避免矩形截面環(huán)形件內(nèi)的金屬?gòu)钠湎掳氩肯蚱渖习氩看罅苛鲃?dòng)，從而克服其上半部金屬堆積過(guò)多使脹形成形的異形截面環(huán)形件壁厚不均勻、產(chǎn)生鼓包等缺陷，提聞了廣品質(zhì)量。
[0023]本發(fā)明通過(guò)一次大變形量脹形成形，大大簡(jiǎn)化了脹形工藝，降低了對(duì)脹形設(shè)備的要求，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不僅能夠節(jié)約能源、降低成本、提高生產(chǎn)率，而且易于控制產(chǎn)品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，能夠獲得優(yōu)質(zhì)、精密、高效、環(huán)保和低成本的環(huán)形件。
[0024]本發(fā)明在脹形過(guò)程中脹形時(shí)間按矩形截面環(huán)形件的壁厚X0.6s/mm-1.0s/mm計(jì)算，能夠根據(jù)脹形時(shí)間合理地控制脹形塊的脹形速度，使矩形截面環(huán)形件內(nèi)的金屬流動(dòng)較為順暢，有利于充滿(mǎn)所述封閉型腔；保壓時(shí)間按異形截面環(huán)形件的壁厚X18s/mm-38s/mm計(jì)算，有利于所述異形截面環(huán)形件在所述封閉型腔內(nèi)充分變形、降溫和取模。所述脹形時(shí)間和保壓時(shí)間的精確計(jì)算，還能夠使產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間處于受控狀態(tài)。
[0025]經(jīng)檢測(cè)該鋁合金異形截面環(huán)形件的內(nèi)徑、外徑和高度的尺寸精度，分別達(dá)到了所述內(nèi)徑、外徑和高度尺寸的1%。-2%。;經(jīng)檢測(cè)該合金異形截面環(huán)形件的內(nèi)部組織，未發(fā)生顯著變化，而且無(wú)壁厚不均、鼓包等缺陷；經(jīng)機(jī)械加工后檢測(cè)該合金異形截面環(huán)形件的內(nèi)、外環(huán)面及上、下底面，未發(fā)現(xiàn)有裂紋。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]圖1是矩形截面環(huán)形件沿其中心線(xiàn)的縱剖面圖。
[0028]圖2是安裝有模套的脹形機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0029]圖3是矩形截面環(huán)形件的裝機(jī)示意圖。
[0030]圖4是矩形截面環(huán)形件熱脹形成形為異形截面環(huán)形件的過(guò)程示意圖。
[0031]圖5是脹形塊脫離脹形后的異形截面環(huán)形件的示意圖。
[0032]圖6是脹形后的異形截面環(huán)形件沿其中心線(xiàn)的縱剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施本發(fā)明所述的鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法需要提供脹形機(jī)、鍛造加熱爐、機(jī)械手等設(shè)備。下面以材料牌號(hào)為2618A的鋁合金為例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明該方法的【具體實(shí)施方式】:
[0034]現(xiàn)有技術(shù)中給出的該合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為:含Si量0.15%-0.25%、含 Fe 量 0.9% -1.4%、含 Cu 量 1.8% -2.7%、含 Mn 量≤ 0.25%、含 Mg 量 1.2% -1.8%、含Ni量0.8%-1.4%、含Zn量≤0.15%、含Ti+Zr量≤0.25%、含Ti量≤0.20%、其他元素合計(jì)≤0.15%、余量為Al。
[0035]現(xiàn)有技術(shù)中給出的用于實(shí)施本發(fā)明所述熱脹形方法所用的脹形機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示，該脹形機(jī)主要由芯軸滑塊1、徑向滑塊2、脹形塊3、工作臺(tái)4及導(dǎo)軌5組成。芯軸滑塊I呈圓錐形并套裝在徑向滑塊2內(nèi)與徑向滑塊2的錐形內(nèi)圓周面配合，芯軸滑塊I可由脹形機(jī)的液壓缸帶動(dòng)在徑向滑塊2內(nèi)沿軸向上下移動(dòng)并擠壓徑向滑塊2 ;徑向滑塊2安裝在脹形機(jī)的導(dǎo)軌5上并可沿導(dǎo)軌5徑向來(lái)回移動(dòng)，徑向滑塊2從圖2俯視方向看是12塊分開(kāi)的扇形塊形狀，各扇形塊的外圓周面上分別固定安裝有脹形塊3，各扇形塊合攏時(shí)與脹形塊3 —起可以形成一個(gè)圓環(huán)形狀；當(dāng)芯軸滑塊I在徑向滑塊2內(nèi)沿軸向向下移動(dòng)時(shí)可使各徑向滑塊2沿徑向同步移動(dòng)擴(kuò)散使脹形塊3達(dá)到脹形環(huán)件的目的，當(dāng)芯軸滑塊I在徑向滑塊2內(nèi)沿軸向向上移動(dòng)時(shí)脹形機(jī)可驅(qū)動(dòng)各徑向滑塊2沿徑向同步移動(dòng)合攏使脹形塊3脫離脹形后的環(huán)件，脹形塊3在脹形過(guò)程中具有實(shí)時(shí)測(cè)量環(huán)件內(nèi)徑尺寸并把測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到脹形機(jī)的顯示器上的功能；此外，在該脹形機(jī)的工作臺(tái)4上還有可驅(qū)動(dòng)環(huán)件在該工作臺(tái)上沿中心軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)輥(圖中未示出)。
[0036]此外，如圖2所示，實(shí)施本發(fā)明還需要在脹形機(jī)上安裝可拆卸的模套30，模套30呈異形截面環(huán)形狀，在其上端面上具有園形通孔31，該模套30的內(nèi)圓周面與如圖6所示的最終脹形成形的異形截面環(huán)形件20的外圓周面形狀相同，脹形時(shí)需把模套30固定在脹形機(jī)的工作臺(tái)4上并與芯軸滑塊I同心，脹形結(jié)束后時(shí)，需把模套30從脹形機(jī)的工作臺(tái)4上拆卸后取模。
[0037]該合金從矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的工藝步驟如下:
[0038]步驟1:裝機(jī)。
[0039]如圖3所示，把模套30預(yù)熱到270°C?300°C后固定在脹形機(jī)的工作臺(tái)4上并與芯軸滑塊I同心，并預(yù)熱脹形機(jī)上的脹形塊3到270°C?300°C，再把如圖1所示的2618A合金矩形截面環(huán)形件10加熱到430°C?460°C后套裝進(jìn)脹形機(jī)，使其內(nèi)環(huán)面套在脹形塊3的外圓周面外圍，矩形截面環(huán)形件10處于由脹形塊3的外圓周面和模套30的內(nèi)環(huán)面圍成的環(huán)形空間內(nèi)，脹形塊3的外圓周面具有與如圖6所示最終脹形成形的異形截面環(huán)形件20的內(nèi)圓周面相配合一致的形狀，模套30的內(nèi)圓周面具有與如圖6所示的最終脹形成形的異形截面環(huán)形件20的外圓周面相配合一致的形狀，矩形截面環(huán)形件10的底面平放在工作臺(tái)4的上面，此時(shí)，徑向滑塊2處于合攏狀態(tài)。裝機(jī)時(shí)工件的裝運(yùn)主要通過(guò)機(jī)械手操作完成。
[0040]步驟2:脹形。
[0041]如圖4所示，啟動(dòng)脹形機(jī)使其芯軸滑塊I沿其軸向向下移動(dòng)，芯軸滑塊I在徑向滑塊2內(nèi)沿其錐形面擠壓徑向滑塊2使各徑向滑塊2沿徑向同步移動(dòng)擴(kuò)散，徑向滑塊2上的脹形塊3的外圓周面沿矩形截面環(huán)形件10的內(nèi)圓周表面擠壓矩形截面環(huán)形件10，使矩形截面環(huán)形件10從內(nèi)圓周表面到外圓周表面受到來(lái)自脹形塊3的徑向擠壓力，導(dǎo)致矩形截面環(huán)形件10的內(nèi)圓周面沿徑向擴(kuò)大，矩形截面環(huán)形件10發(fā)生內(nèi)、外徑尺寸擴(kuò)大，壁厚減薄的塑性變形；矩形截面環(huán)形件10被脹形塊3脹形且當(dāng)其脹形變形量達(dá)到13%?15%時(shí)被擠壓到模套30的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，充滿(mǎn)了由脹形塊3的外圓周面和模套30的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔，此時(shí)停止芯軸滑塊I向下移動(dòng)使脹形塊3不再作徑向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)保壓后獲得異形截面環(huán)形件20。
[0042]脹形時(shí)脹形機(jī)的液壓缸對(duì)芯軸滑塊I施加的軸向拉力為F，矩形截面環(huán)形件10的脹形溫度為430°C?460°C,脹形時(shí)間按矩形截面環(huán)形件10的壁厚X0.6s/mm?1.0s/mm計(jì)算，保壓時(shí)間按異形截面環(huán)形件20的壁厚X 18s/mm?38s/mm計(jì)算。
[0043]所述脹形時(shí)間是指矩形截面環(huán)形件10從一開(kāi)始被脹形至達(dá)到脹形變形量的時(shí)間；所述保壓時(shí)間是指矩形截面環(huán)形件10被脹形達(dá)變形量后在由脹形塊3的外圓周面和模套30的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔內(nèi)不再發(fā)生變形并最終成形為異形截面環(huán)形件20的時(shí)間。
[0044]所述矩形截面環(huán)形件10的脹形變形量的計(jì)算方法為:脹形變形量=[(異形截面環(huán)形件20的中徑尺寸一矩形截面環(huán)形件10的中徑尺寸)/矩形截面環(huán)形件10的中徑尺寸]X 100%O
[0045]所述矩形截面環(huán)形件10的中徑尺寸=(矩形截面環(huán)形件10的內(nèi)徑尺寸+矩形截面環(huán)形件10的外徑尺寸)+2。
[0046]所述異形截面環(huán)形件20的中徑尺寸=(異形截面環(huán)形件20的內(nèi)徑尺寸+異形截面環(huán)形件20的外徑尺寸)+2。
[0047]步驟3:取模。
[0048]如圖5所示，脹形結(jié)束后，向上移動(dòng)芯軸滑塊1，合攏徑向滑塊2并使脹形塊3脫離異形截面環(huán)形件20，從脹形機(jī)的工作臺(tái)4上拆卸掉模套30，用機(jī)械手先取出模套30，再取出異形截面環(huán)形件20，其形狀如圖6所示。
[0049]所述矩形截面環(huán)形件10在脹形過(guò)程中，所述軸向拉力F按下式計(jì)算:
[0050]F = ξ X Q02XS
[0051]式中:
[0052]ξ —脹形機(jī)脹形系數(shù)，本發(fā)明取1.26?1.52 ;
[0053]σ。2——脹形溫度下鋁合金材料的屈服強(qiáng)度(MPa)，本發(fā)明取50MPa?90MPa ；
[0054]S—矩形截面環(huán)形件10縱截面面積(mm2)；
[0055]上述尺寸在計(jì)算時(shí)以變形最大的尺寸為準(zhǔn)，對(duì)于本發(fā)明而言計(jì)算時(shí)的尺寸是指矩形截面環(huán)形件10或異形截面環(huán)形件20的大頭端面即底端面的尺寸。
[0056]采用上述方法脹形的鋁合金異形截面環(huán)形件20，其內(nèi)徑尺寸范圍為:Φ400πιπι?Φ 4500mm,壁厚為 IOmm ?200mm,高度為 40mm ?750mm。
[0057]本發(fā)明并不限于上述異形截面環(huán)形件20，對(duì)于不同截面的異形截面環(huán)形件只要對(duì)應(yīng)把脹形塊3的外圓周面形狀和模套30的內(nèi)圓周形狀加工成與所述異形截面環(huán)形件的內(nèi)圓周面的形狀和外圓周面形狀相一致的形狀，采用本發(fā)明所述的方法便可脹形出不同截面的異形截面環(huán)形件。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其特征在于，包括以下步驟: 把預(yù)熱到270 0C?300 0C的模套固定在脹形機(jī)的工作臺(tái)上并與芯軸滑塊同心，再把加熱到430°C?460°C的鋁合金矩形截面環(huán)形件套裝進(jìn)脹形機(jī)，使其內(nèi)環(huán)面套在經(jīng)預(yù)熱到270°C?300°C的脹形塊的外圓周面外圍，所述矩形截面環(huán)形件處于由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的環(huán)形空間內(nèi)，所述脹形塊的外圓周面具有與最終脹形成形的異形截面環(huán)形件的內(nèi)圓周面相配合一致的形狀，所述模套的內(nèi)圓周面具有與最終脹形成形的異形截面環(huán)形件的外圓周面相配合一致的形狀，此時(shí)，徑向滑塊處于合攏狀態(tài)； 啟動(dòng)脹形機(jī)對(duì)芯軸滑塊施加軸向拉力F使其沿軸向向下移動(dòng)并沿所述徑向滑塊的內(nèi)孔錐面擠壓徑向滑塊使各徑向滑塊沿徑向同步移動(dòng)擴(kuò)散，裝在徑向滑塊外圓周面上的脹形塊從矩形截面環(huán)形件的內(nèi)圓周表面沿徑向擠壓該矩形截面環(huán)形件，矩形截面環(huán)形件發(fā)生內(nèi)、外徑尺寸擴(kuò)大及壁厚減薄的塑性變形，當(dāng)其脹形變形量達(dá)到13%?15%時(shí)被擠壓到模套的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，充滿(mǎn)了由脹形塊的外圓周面和模套的內(nèi)環(huán)面圍成的封閉型腔，經(jīng)保壓后成為異形截面環(huán)形件； 所述矩形截面環(huán)形件的脹形溫度為430°C?460°C，脹形時(shí)間按矩形截面環(huán)形件的壁厚X0.6s/mm?1.0s/mm計(jì)算，保壓時(shí)間按異形截面環(huán)形件的壁厚X 18s/mm?38s/mm計(jì)算； 脹形結(jié)束后，向上移動(dòng)芯軸滑塊，合攏徑向滑塊，拆卸并取出模套后取出經(jīng)脹形后的異形截面環(huán)形件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其特征在于:所述鋁合金是2618A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其特征在于，所述脹形機(jī)對(duì)芯軸滑塊施加的軸向拉力F按下式計(jì)算確定: F=IXo 0 2XS 式中: I —脹形機(jī)脹形系數(shù)，本發(fā)明取1.26?1.52 ; σ 0.2——脹形溫度下鋁合金材料的屈服強(qiáng)度(MPa)，2618A合金取50MPa?90MPa ； S—矩形截面環(huán)形件或異形環(huán)坯的縱截面面積(mm2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金矩形截面環(huán)形件熱脹形成異形截面環(huán)形件的方法，其特征在于:所述脹形成形的異形截面環(huán)形件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ400πιπι?Φ 4500mm,壁厚為 IOmm ?200mm,高度為 40mm ?750mm。
【文檔編號(hào)】B21D31/04GK103433366SQ201310390126
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月1日
【發(fā)明者】謝撰業(yè), 劉朝輝, 宋捷, 羅鴻飛, 張勝利 申請(qǐng)人:貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司