CN103008521A - 一种锥筒形锻件的成形模具及其成形方法 - Google Patents

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一种锥筒形锻件的成形模具及其成形方法，属于冶金系统锻造技术领域。本发明提供一种可减少锻件余量、降低材料消耗、改善锻件性能的锥筒形锻件的成形模具及其成形方法。本发明的成形模具，包括冲头及漏盘，所述冲头由第一冲头、第二冲头及第三冲头组成，所述漏盘具有与冲头相对应的通孔；所述第一冲头、第二冲头及第三冲头的锥度逐渐增大。本发明的成形方法，包括如下步骤：镦粗，压窝，一次扩孔，二次扩孔、冲孔及整形。

Description

一种锥筒形锻件的成形模具及其成形方法
技术领域
本发明属于冶金系统锻造技术领域，特别是涉及一种锥筒形锻件的成形模具及其成形方法。
背景技术
某燃气轮机的前锥壁零件近似锥筒形，该零件的最大外径为Ф536mm，最小内径为Ф205mm，高度为357mm，锻件的截面形状如图1所示。这种高度较高的锥筒形锻件成形难度极大，且变形量不易控制。通常情况下这种锻件会设计为截面为矩形的环形锻件，但在首批生产时，采用该设计方法锻件在淬火加回火后本体的塑性、冲击韧性很低，无法满足标准的要求，且锻件余量较大，材料浪费严重；在之后的生产中采用分三段锻造、最终焊接成形的工艺方法，这种方法虽然在一定程度上减少了材料浪费，但在实际生产过程中存在严重的技术问题：焊缝为铸态组织，其冲击韧度低，极易出现焊缝开裂现象。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可减少锻件余量、降低材料消耗、改善锻件性能的锥筒形锻件的成形模具及其成形方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种锥筒形锻件的成形模具，包括冲头及漏盘，所述冲头由第一冲头、第二冲头及第三冲头组成，所述漏盘具有与冲头相对应的通孔；所述第一冲头、第二冲头及第三冲头的锥度逐渐增大。
所述第一冲头的锥度为6～10°。
所述第二冲头的锥度为15～20°。
所述第三冲头的锥度为25～30°。
所述的锥筒形锻件的成形方法，包括如下步骤：
步骤一：镦粗
将棒材加热保温后放入漏盘的通孔内进行镦粗；
步骤二：压窝
将步骤一加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第一冲头进行压窝；
步骤三：一次扩孔
将步骤二加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第二冲头进行一次扩孔；
步骤四：二次扩孔、冲孔
将步骤三加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第三冲头进行二次扩孔；并用直冲头将热状态毛坯底部中心处的剩余底片冲掉；
步骤五：整形
将步骤四加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，按锻件图的要求进行整形。
本发明的有益效果：
本发明的成形方法可减少锻件余量、降低材料消耗、改善锻件性能，并且不存在焊缝开裂现象，满足设计标准的要求。采用本发明的成形方法后，每个锻件原材料消耗由原来的600Kg降低至277.7Kg，材料利用率提高54%。
附图说明
图1为某燃气轮机的前锥壁零件（锥筒形锻件）的结构示意图；
图2为本发明的成形模具的第一冲头的结构示意图；
图3为本发明的成形模具的第二冲头的结构示意图；
图4为本发明的成形模具的第三冲头的结构示意图；
图5为本发明的成形模具的漏盘的结构示意图；
图中，1—第一冲头，2—第二冲头，3—第三冲头，4—漏盘，5—通孔。
具体实施方式
如图2～5所示，一种锥筒形锻件的成形模具，包括冲头及漏盘4，所述冲头由第一冲头1、第二冲头2及第三冲头3组成，所述漏盘4具有与冲头相对应的通孔5；所述第一冲头1、第二冲头2及第三冲头3的锥度逐渐增大。
所述第一冲头1的锥度为7°，所述第二冲头2的锥度为18°，所述第三冲头3的锥度为28°。
所述的锥筒形锻件的成形方法，包括如下步骤：
步骤一：镦粗
原材料采用1Cr17Ni2不锈钢Ф250mm大规格棒材，将棒材加热至1150～1180℃后保温，然后放入漏盘4的通孔5内镦粗至高度330±10mm；
步骤二：压窝
将步骤一加工后的热状态毛坯放入漏盘4的通孔5内，用第一冲头1压进深度约276mm；
步骤三：一次扩孔
将步骤二加工后的热状态毛坯放入漏盘4的通孔5内，用第二冲头2压进深度约245mm；
步骤四：二次扩孔、冲孔
将步骤三加工后的热状态毛坯放入漏盘4的通孔5内，用第三冲头3压进深度约303mm；并用Ф120mm的直冲头将热状态毛坯底部中心处的剩余底片冲掉；
步骤五：整形
将步骤四加工后的热状态毛坯放入漏盘4的通孔5内，按锻件图的要求进行整形。
步骤四中所述的直冲头为通用的简易工装。

Claims (5)

1.一种锥筒形锻件的成形模具，其特征在于包括冲头及漏盘，所述冲头由第一冲头、第二冲头及第三冲头组成，所述漏盘具有与冲头相对应的通孔；所述第一冲头、第二冲头及第三冲头的锥度逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种锥筒形锻件的成形模具，其特征在于所述第一冲头的锥度为6～10°。
3.根据权利要求1所述的一种锥筒形锻件的成形模具，其特征在于所述第二冲头的锥度为15～20°。
4.根据权利要求1所述的一种锥筒形锻件的成形模具，其特征在于所述第三冲头的锥度为25～30°。
5.权利要求1所述的锥筒形锻件的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：镦粗
将棒材加热保温后放入漏盘的通孔内进行镦粗；
步骤二：压窝
将步骤一加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第一冲头进行压窝；
步骤三：一次扩孔
将步骤二加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第二冲头进行一次扩孔；
步骤四：二次扩孔、冲孔
将步骤三加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，用第三冲头进行二次扩孔；并用直冲头将热状态毛坯底部中心处的剩余底片冲掉；
步骤五：整形
将步骤四加工后的热状态毛坯放入漏盘的通孔内，按锻件图的要求进行整形。
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