一種大型弧形鍛坯成型鍛造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種鍛造方法，涉及一種大型弧形鍛坯彎曲弧度精確控制成型鍛造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)飛機(jī)大型化、整體化的發(fā)展，為了進(jìn)一步挖掘飛行器的潛能，提高飛行器 的性能，必須盡一切可能降低每一克重量，減少連接部分，大型整體鍛件越來(lái)越多，特別是 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件根據(jù)飛機(jī)形狀而產(chǎn)生的大型弧形整體框鍛件。其它行業(yè)要求的流線型要求也產(chǎn) 生了弧類鍛件。采用彎曲形成的鍛件由于是沿著零件的外形進(jìn)行分布，極大的提高了材料 的塑性，組織也更均勻，而且保證了最終零件長(zhǎng)度方向組織流線的連續(xù)性。
[0003] 彎曲弧形鍛件的成型方法有很多種，但大多數(shù)都不能精確控制鍛坯的彎曲弧度尺 寸，導(dǎo)致鍛坯反復(fù)加熱彎曲成型。彎曲成型鍛坯屬空燒加熱，大型鍛件加熱時(shí)間長(zhǎng)，加熱火 次多會(huì)導(dǎo)致鍛件組織性能下降?？紤]借用一種彎曲弧形鍛件的專用胎膜在2火次鍛造，甚 至1火次鍛造就將鍛坯彎曲至理想弧度尺寸，對(duì)保證大型弧形鍛件組織性能穩(wěn)定性有著非 常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的：是提供一種弧形鍛件成型鍛造方法，將自由鍛造和胎模鍛巧妙的 結(jié)合起來(lái)，鍛坯放在具有圓弧型的凸臺(tái)上胎膜1和型腔為梯形槽4的下胎模2之間，通過(guò)鍛 錘帶動(dòng)上胎膜1向下壓鍛坯2的彎曲點(diǎn)進(jìn)行彎曲鍛造，當(dāng)鍛坯2接觸梯形槽4下表面時(shí)彎 曲鍛造完成；梯形槽4短邊和長(zhǎng)邊的高度根據(jù)鍛坯所需彎曲弧度、長(zhǎng)度確定，通過(guò)此種方法 來(lái)精確控制鍛坯彎曲后弧度尺寸目的。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案：包括以下步驟：
[0006] 步驟一：胎膜制作
[0007] 上胎膜1下表面是一個(gè)具有圓弧型的凸臺(tái)，凸臺(tái)寬度A為250~300mm，弧度與鍛 坯相同，長(zhǎng)度與鍛坯接觸面寬度相同；在上胎膜1上表面上制作燕尾鍵槽，用于固定安裝在 鍛造設(shè)備上。下胎膜3的型腔為截面相同的梯形槽4,下胎膜3的寬度尺寸比鍛坯接觸面 寬50~IOOmm ;梯形槽4截面梯形的兩邊的長(zhǎng)度不相等，其短邊與梯形槽4下底面所在平 面形成的銳角為α，其長(zhǎng)邊與梯形槽4下底面所在平面形成的銳角為β，α和β的角度 為35~40° ;梯形槽4短邊用于放置鍛坯截面大的一端，梯形槽4短邊和長(zhǎng)邊的高度根據(jù) 鍛坯所需彎曲弧度、長(zhǎng)度確定，梯形槽4短邊高度比長(zhǎng)邊低130~200mm，鍛坯各截面面積 之間相差越大，梯形槽4短邊和長(zhǎng)邊之間的高度差越大；梯形槽4上開(kāi)口寬度為鍛坯長(zhǎng)度的 1/2~1/3 ;梯形槽4下底面的寬度為梯形槽4上開(kāi)口寬度的1/4~1/5。
[0008] 步驟二：采用自由鍛的方式鍛造合適的長(zhǎng)條形鍛坯，
[0009] a)加熱、保溫：把改鍛合格的鍛坯加熱到工藝要求溫度，按照鍛坯材料要求的保溫 系數(shù)保溫。
[0010] b)鍛造：對(duì)鍛坯進(jìn)行自由鍛造。把加熱好的鍛坯進(jìn)行整體鍛造，將其鍛拔長(zhǎng)成一 個(gè)長(zhǎng)條形鍛坯；
[0011] c)局部變形：按照設(shè)計(jì)的要求，對(duì)需要鍛坯截面面積小的部位進(jìn)行局部鍛造，鍛造 至該部位截面滿足工藝要求。
[0012] 步驟三：采用步驟一所述的胎膜對(duì)長(zhǎng)條形的鍛坯進(jìn)行彎曲鍛造
[0013] a)加熱、保溫：首先將鍛坯按工藝要求加熱后，按照鍛坯材料要求的保溫系數(shù)進(jìn)行 保溫。
[0014] b)彎曲鍛造：將鍛坯放在步驟一所述的胎膜的下胎膜3的梯形槽4內(nèi)，以鍛坯2中 間小截面處作為開(kāi)始彎曲點(diǎn)，設(shè)備帶動(dòng)上胎膜1向下壓鍛坯2彎曲點(diǎn)上施力進(jìn)行彎曲鍛造， 當(dāng)鍛坯2接觸梯形槽4下表面時(shí)彎曲鍛造完成。
[0015] 步驟四：用專用樣板進(jìn)行尺寸檢查并修整鍛坯
[0016] a)制作與弧形鍛坯投影外廓形狀相同的專用樣板，用專用樣板放在鍛坯厚度表面 檢查各部位是否能覆蓋樣板。條件選擇，覆蓋時(shí)完成鍛造，不覆蓋的情況進(jìn)行下列步驟； [0017] b)重復(fù)進(jìn)行步驟三，直至完全覆蓋。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)步驟一所述的胎膜，實(shí)現(xiàn)弧形鍛件的彎曲成型；精確控制 大型弧形鍛坯彎曲弧度，減少鍛造火次，提高大型鍛件的組織性能穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】：
[0019] 圖1鍛坯用步驟一所述的胎膜彎曲圖。
【具體實(shí)施方式】。
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 實(shí)施例1 :鍛件材料：TC18,相變點(diǎn)875°C，數(shù)量：2件，鍛坯厚度：300mm，彎曲弧度 角：R2699,下料重量，1850Kg。
[0022] 步驟一：胎膜制作
[0023] 上胎膜1下表面是一個(gè)具有圓弧型的凸臺(tái)，凸臺(tái)寬度A為300mm，弧度為R2699mm， 長(zhǎng)度為300mm ;在上胎膜1上表面上制作燕尾鍵槽，高度尺寸為350mm。下胎膜3的型腔為 截面相同的梯形槽4,下胎膜3的寬度尺寸450 ;梯形槽4截面梯形的兩邊的長(zhǎng)度不相等，其 短邊與梯形槽4下底面所在平面形成的銳角為α，其長(zhǎng)邊與梯形槽4下底面所在平面形成 的銳角為β，α和β的角度分別為39°、37° ;梯形槽4短邊高度比長(zhǎng)邊低150mm，梯形槽 4上開(kāi)口寬度為1270mm;梯形槽4下底面的寬度為340mm，下胎膜3的最大高度為700。
[0024] 步驟二：采用自由鍛的方式鍛造合適的長(zhǎng)條形鍛坯；包含以下程序。
[0025] a)加熱，保溫：把改鍛合格的鍛坯加熱到845°C，保溫時(shí)間220min。
[0026] b)鍛造：對(duì)鍛坯進(jìn)行自由鍛造。把加熱好的鍛坯進(jìn)行整體鍛造，將其鍛拔長(zhǎng)成一 個(gè)長(zhǎng)條形鍛述；鍛造完鍛述尺寸為1755mmX380mmX810mm。
[0027] c)局部變形：按照設(shè)計(jì)的要求，對(duì)需要鍛坯截面面積小的部位進(jìn)行局部鍛造，鍛造 至該部位截面滿足工藝要求。鍛造完鍛坯長(zhǎng)度為2450mm，具有4個(gè)大小不同的截面。
[0028] 步驟三：采用步驟一所述的胎膜對(duì)長(zhǎng)條形的鍛坯進(jìn)行彎曲鍛造。
[0029] a)鍛坯加熱到845°C，保溫時(shí)間220min。
[0030] b)彎曲鍛造：將鍛坯放在步驟一所述的胎膜的下胎膜3的梯形槽4內(nèi)，以鍛坯2中 間小截面處作為開(kāi)始彎曲點(diǎn)，設(shè)備帶動(dòng)上胎膜1向下壓鍛坯2彎曲點(diǎn)上施力進(jìn)行彎曲鍛造， 當(dāng)鍛坯2觸梯形槽4下表面時(shí)彎曲鍛造完成。
[0031] 步驟四：用專用樣板進(jìn)行尺寸檢查并修整鍛坯。
[0032] 制作與弧形鍛坯投影外廓形狀相同的專用樣板，用專用樣板放在鍛坯厚度表面檢 查各部位是否能覆蓋樣板，完全覆蓋樣板完成鍛造。經(jīng)檢測(cè)，弧形鍛坯的室溫性能如下：
[0033] 表1實(shí)施例1的弧形鍛坯拉伸性能
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型弧形鍛坯成型鍛造方法，其特征在于：具體步驟如下 步驟一：胎膜制作 上胎膜1下表面是一個(gè)具有圓弧型的凸臺(tái)，凸臺(tái)寬度A為250~300mm，弧度與鍛坯相 同，長(zhǎng)度與鍛坯接觸面寬度相同；在上胎膜（1)上表面上制作燕尾鍵槽，用于固定安裝在鍛 造設(shè)備上；下胎膜（3)的型腔為梯形槽（4)，下胎膜（3)的寬度尺寸比鍛坯接觸面寬50~ IOOmm ;梯形槽（4)兩邊的長(zhǎng)度不相等，其短邊與梯形槽（4)下底面所在平面形成的銳角為 α，其長(zhǎng)邊與梯形槽（4)下底面所在平面形成的銳角為β，α和β的角度為35~40° ;梯 形槽（4)短邊用于放置鍛坯（2)截面大的一端，梯形槽（4)短邊和長(zhǎng)邊的高度根據(jù)鍛坯（2) 所需彎曲弧度、長(zhǎng)度確定，梯形槽（4)短邊高度比長(zhǎng)邊低130~200mm，鍛坯（2)各截面面 積之間相差越大，梯形槽（4)短邊和長(zhǎng)邊之間的高度差越大；梯形槽（4)上開(kāi)口寬度為鍛坯 (2)長(zhǎng)度的1/2~1/3 ;梯形槽（4)下底面的寬度為梯形槽（4)上開(kāi)口寬度的1/4~1/5 ; 步驟二：采用自由鍛的方式鍛造合適的長(zhǎng)條形鍛坯 包含以下程序； a) 加熱、保溫：把改鍛合格的鍛坯加熱到工藝要求溫度，按照鍛坯材料要求的保溫系數(shù) 保溫； b) 鍛造：對(duì)鍛坯進(jìn)行自由鍛造；把加熱好的鍛坯進(jìn)行整體鍛造，將其鍛拔長(zhǎng)成一個(gè)長(zhǎng) 條形鍛坯； c) 局部變形：按照設(shè)計(jì)的要求，對(duì)需要鍛坯截面面積小的部位進(jìn)行局部鍛造，鍛造至該 部位截面滿足工藝要求； 步驟三：采用步驟一所述的胎膜對(duì)長(zhǎng)條形的鍛坯進(jìn)行彎曲鍛造 a) 加熱、保溫：首先將鍛坯按工藝要求加熱后，按照鍛坯材料要求的保溫系數(shù)進(jìn)行保 溫； b) 彎曲鍛造：將鍛坯放在步驟一所述的胎膜的下胎膜（3)上，以鍛坯（2)中間小截面處 作為開(kāi)始彎曲點(diǎn)，設(shè)備帶動(dòng)上胎膜（1)向下壓鍛坯（2)彎曲點(diǎn)上施力進(jìn)行彎曲鍛造，當(dāng)鍛坯 (2)觸梯形槽（4)下表面時(shí)彎曲鍛造完成； 步驟四：用專用樣板進(jìn)行尺寸檢查并修整鍛坯 a) 制作與弧形鍛坯投影外廓形狀相同的專用樣板，用專用樣板放在鍛坯厚度表面檢查 各部位是否能覆蓋樣板；條件選擇，覆蓋時(shí)完成鍛造，不覆蓋的情況進(jìn)行下列步驟； b) 重復(fù)進(jìn)行步驟三，直至完全覆蓋。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種鍛造方法，涉及一種大型弧形鍛坯彎曲弧度精確控制成型鍛造方法。將自由鍛造和胎模鍛巧妙的結(jié)合起來(lái)，鍛坯放在具有圓弧型凸臺(tái)的上胎膜（1）和型腔為梯形槽（4）的下胎模（2）之間，通過(guò)鍛錘帶動(dòng)上胎膜（1）向下壓鍛坯（2）的彎曲點(diǎn)進(jìn)行彎曲鍛造，當(dāng)鍛坯（2）接觸梯形槽4下表面時(shí)彎曲鍛造完成；下胎模（2）所具有的梯形槽（4）短邊和長(zhǎng)邊的高度根據(jù)鍛坯所需彎曲弧度、長(zhǎng)度確定。通過(guò)步以上所述的胎膜，實(shí)現(xiàn)弧形鍛件的彎曲成型；精確控制大型弧形鍛坯彎曲弧度尺寸，減少鍛造火次，提高大型鍛件的組織性能穩(wěn)定性。
【IPC分類】B21J13-02, B21J5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104707926
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310681435
【發(fā)明人】冀勝利, 劉珂妮, 秦衛(wèi)東, 薛強(qiáng), 鄭建新
【申請(qǐng)人】陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月12日