α-β兩相鈦合金厚壁環(huán)鍛件的軋制成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種環(huán)形鍛件的社制成形方法，特別是設(shè)及了α-β兩相鐵合金厚壁 環(huán)鍛件的社制成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)件的社制成形是指在主漉和忍漉社制力的作用下，壁厚減小，內(nèi)外徑增大的塑 性成形方式。運種成形方式在生產(chǎn)厚壁環(huán)鍛件時，靠近環(huán)件內(nèi)壁和外壁的金屬材料的流動 速度要高于中間部位金屬材料的流動速度，而且壁厚越大，兩者之間的差異也越大，如果采 用矩形環(huán)巧社制成形時，會導(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，運類環(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 加車除端面凹槽或者折疊的方法；二是加大錐漉的下壓速度，防止靠近內(nèi)壁和外壁兩側(cè)的 高度增長過快。第一種方法會破壞鍛件端面的金屬流線，降低環(huán)件的強度，而且浪費材料。 第二種方法雖然內(nèi)壁和外壁兩側(cè)的高度增長得到了抑制，卻也容易使過量的金屬材料流向 內(nèi)壁和外壁兩側(cè)上端，并在此處積壓形成折疊；而且如果錐漉的下壓速度過快，還會使鍛件 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)問題是提供一種采用靠近內(nèi)壁處具有凸臺的異形環(huán)巧成形 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。 陽0化]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述α-β兩相鐵合金厚壁環(huán)鍛件的社制成形方 法，其技術(shù)方案包括W下步驟：
[0006] 把按規(guī)格下料的α-β兩相鐵合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱到變形溫度，鐵粗、 沖孔、預(yù)社成矩形環(huán)巧；
[0007] 把矩形環(huán)巧放在壓力機的化板上，再將專用模具均勻放在矩形環(huán)巧上，WF= 600ΚΝ~5500ΚΝ的下壓力驅(qū)動壓鍵向下移動，并將矩形環(huán)巧壓成所需異形環(huán)巧，其中，異形 環(huán)巧的外壁高度hi小于厚壁環(huán)鍛件的高度h，異形環(huán)巧的內(nèi)壁高度h2要大于厚壁環(huán)鍛件的 高度h;異形環(huán)巧的凸臺上端面厚度d2是異形環(huán)巧總厚度d1的0. 25~0. 35倍，下端面厚 度d3要大于或等于0. 4倍異形環(huán)巧的總厚度d1;
[0008] 將異形環(huán)巧重新加熱到變形溫度后裝入環(huán)社機，設(shè)定主漉轉(zhuǎn)速為1.化ad/s、錐漉 轉(zhuǎn)速為0.化ad/s，當(dāng)異形環(huán)巧被咬入進行社制后，控制徑向社制力為400KN~3600KN、軸向 社制力為300KN~3400KN，分別驅(qū)動主漉Wvi= 2.OOmm/s~4.OOmm/s徑向進給速度、錐 漉WV2= 1.lOmm/s~2. 20mm/s的軸向進給速度進行社制成形；
[0009] 當(dāng)異形部分的空腔被全部充滿時，剛好達到了厚壁環(huán)鍛件所需尺寸；控制錐漉不 再向下作進給運動，調(diào)整徑向進給速度為0. 40mm/s并逐步減小，對其進行校圓、整形，最終 成形為矩形的厚壁環(huán)鍛件。
[0010] 所述主漉的徑向進給速度Vi和錐漉的軸向進給速度V2滿足關(guān)系如下：
[0011]
[0012] 式中：di異形環(huán)巧的總厚度、h2為異形環(huán)巧內(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。
[0013] 所述專用模具的上、下兩端分別設(shè)計了形狀相同、尺寸不同的兩個模具型腔。
[0014] 所述α-β兩相鐵合金為Ti6242合金。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0016] 本發(fā)明所述α-β兩相鐵合金厚壁環(huán)鍛件的社制成形方法，通過采用靠近內(nèi)壁處 具有凸臺的異形環(huán)巧成形為厚壁環(huán)鍛件，該異形環(huán)巧的優(yōu)點在于，終社成形的時候，異形環(huán) 巧外壁的上端是一個放空狀態(tài)，不受外力作用，在社制力的作用下，金屬材料除了部分金屬 材料會沿切線方向流動，使環(huán)件的內(nèi)徑、外徑增大，壁厚減小外，還有一部分金屬材料會沿 軸向和徑向流動，填充異形部分的空腔，而不會在內(nèi)壁和外壁兩側(cè)上端處積壓形成折疊。而 且經(jīng)計算，該異形環(huán)巧社制成厚壁環(huán)鍛件，其變形量為30%~50%，能夠滿足變形量要求。
[0017] 本方法采用主漉Wvi= 2.OOmm/s~4.OOmm/s徑向進給速度、錐漉Wv2= 1. 10mm/ s~2. 20mm/s的軸向進給速度的進給方式，使他們滿足公式
保證當(dāng)外徑尺寸 達到要求尺寸時，異形部分剛好被填充完整，避免了徑向進給速度和軸向進給速度不匹配 而形成的缺陷，如徑向進給速度過快導(dǎo)致異形部分填充不滿等缺陷，或者軸向進給速度過 快而導(dǎo)致出現(xiàn)折疊或凹槽等缺陷。而且主漉的徑向進給速度為vi= 2.OOmm/s~4. 00mm/ s、錐漉軸向進給速度為V2= 1.lOmm/s~2. 20mm/s不會造成溫升現(xiàn)象。
[0018] W牌號為Ti6242的α-β兩相鐵合金厚壁環(huán)鍛件為例：
[0019] 經(jīng)檢測該合金厚壁環(huán)鍛件無凹槽、折疊等表面缺陷。
[0020] 經(jīng)檢測該合金厚壁環(huán)鍛件的室溫拉伸性能，其抗拉強度為845MPa(大于設(shè)計使用 要求的806. 4MPa)，斷后伸長率為6% (大于設(shè)計使用要求的5% )。
[0021] 經(jīng)檢測該合金厚壁環(huán)鍛件的高溫拉伸持久試驗的檢測結(jié)果也均符合技術(shù)條件要 求。
[0022] 上述理化檢測結(jié)果表明，采用改進后的中間巧社制成形的Ti6242厚壁環(huán)鍛件各 項性能指標(biāo)均符合要求，解決了端面凹坑、折疊等缺陷，并且其力學(xué)性能和組織性能達到了 厚壁環(huán)件的使用要求。
【附圖說明】
[0023] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0024] 圖1是中間巧壓型過程示意圖。
[0025] 圖2是中間巧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00%] 圖3是專用模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖4是社制過程中中間巧的截面變化示意圖。
[0028] 圖5是厚壁環(huán)鍛件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029] 實施本發(fā)明所述的α-β兩相鐵合金厚壁環(huán)鍛件的社制成形方法需要提供鍛造 加熱爐、壓力機、社環(huán)機、機械手等設(shè)備。下面W美國材料牌號為Ti6242的α-β兩相鐵合 金為例來詳細(xì)說明該方法的【具體實施方式】：
[0030] 該合金的主要化學(xué)元素含量（重量