CN103042142B - 一种双金属环件的精密轧制成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双金属环件的精密轧制成形方法，包括以下步骤：S1，获得外环件毛坯和内环件毛坯；S2，组装外环件毛坯和内环件毛坯；S3，将芯辊置于内环件毛坯内部；S4，将驱动辊置于外环件毛坯外部；S5，通过驱动装置带动驱动辊旋转，并带动芯辊沿径向作直线进给运动，外环件毛坯和内环件毛坯始终紧密贴合，产生壁厚减小、直径扩大的连续局部塑性变形；S6，当外环件毛坯的外径达到双金属环件外径的预定值时，芯辊停止进给并返回。本发明通过连续局部塑性变形一次整体成形双金属环件，具有显著的节能节材、降低生产成本、提高生产率的效果。双金属环件界面接触质量好，连接强度高，可以满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。

Description

一种双金属环件的精密轧制成形方法

技术领域

本发明涉及环件轧制成形方法，更具体地说，涉及一种双金属环件的精密轧制成形方法。

背景技术

双金属环件是由两种不同金属构成的复合环件，环件之间通过各种变形和连接技术紧密结合,在外力作用下内外环件不会分离。和单一金属环件相比,双金属环件可以充分发挥两种金属各自的最佳性能，不仅具有优良的物理、化学、力学等综合性能，还可以节省大量贵重金属，降低生产成本，因而双金属环件被广泛应用于机械、汽车、火车、船舶、冶金、化工、能源、航空航天等工业领域。

目前，双金属环件的主要制造方法是先通过环件轧制工艺分别轧制成形两个单金属环件，再将两个单金属环件组合装配成双金属环件。由于两个单金属环件分开轧制成形，导致该方法工序多，费时费力，生产效率低。且轧制成形的两个单金属环件进行组合装配时，环件接触界面只发生弹性变形或小塑性变形，从而导致该方法制造的双金属环件界面接触质量差，连接强度低，不能满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种双金属环件的精密轧制成形方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双金属环件的精密轧制成形方法，包括以下步骤：

S1，获得外环件毛坯和内环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯的高度等于双金属环件的高度；

S2，组装外环件毛坯和内环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯同心放置，内环件毛坯的外壁贴合外环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯的两端平齐；

S3，将芯辊置于内环件毛坯内部，芯辊与内环件毛坯内切；

S4，将驱动辊置于外环件毛坯外部，驱动辊与外环件毛坯外切，芯辊和驱动辊从内外两侧夹住外环件毛坯和内环件毛坯；

S5，通过驱动装置带动驱动辊旋转，并带动芯辊沿径向作直线进给运动，外环件毛坯和内环件毛坯始终紧密贴合，产生壁厚减小、直径扩大的连续局部塑性变形；

S6，当外环件毛坯的外径达到双金属环件外径的预定值时，芯辊停止进给并返回，轧制过程结束。

在本发明所述的双金属环件的精密轧制成形方法中，在所述步骤S5中，所述外环件毛坯的外壁上设有导向辊。

在本发明所述的双金属环件的精密轧制成形方法中，所述外环件毛坯的外径 $D_{01}=\frac{D_1}{K},$ 内环件毛坯的外径 $d_{01}=D_{02}=\sqrt{{\left(\frac{D_1}{K}\right)}^2-({D_1}^2-{d_1}^2)},$ 内环件毛坯的内径 $d_{02}=\sqrt{{\left(\frac{D_1}{K}\right)}^2-({D_1}^2-{d_2}^2)};$

其中，K为轧制比，D₁为双金属环件的外环件的外径，D₀₂为外环件毛坯的内径，d₁为双金属环件的内环件的外径，d₂为双金属环件的内环件的内径。

在本发明所述的双金属环件的精密轧制成形方法中，所述轧制比K＝1.1～3。

实施本发明的双金属环件的精密轧制成形方法，具有以下有益效果：

(1)、通过连续局部塑性变形一次整体成形双金属环件，具有显著的节能节材、降低生产成本、提高生产率的效果。

(2)、轧制成形的双金属环件表面质量好，几何精度高，而且获得了细密的晶粒组织和完整的金属流线，显著地改善了双金属环件内部组织和力学性能。

(3)、轧制过程中外环件和内环件的接触界面发生多道次大塑性变形，使得轧制成形的双金属环件界面接触质量好，连接强度高，可以满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是外环件毛坯和内环件毛坯的截面示意图；

图2是双金属环件的截面示意图；

图3是双金属环件精密轧制方法示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-图3所示，本发明的双金属环件的精密轧制成形方法包括以下步骤：

S1，获得外环件毛坯4和内环件毛坯5。外环件毛坯4和内环件毛坯5高度B₀等于双金属环件的高度B，外环件毛坯4的外径内环件毛坯5的外径内环件毛坯5的内径其中，K为轧制比，D₁为双金属环件的外环件6的外径，D₀₂为外环件毛坯4的内径，D₂为双金属环件的外环件6的内径，d₁为双金属环件的内环件7的外径，d₂为双金属环件的内环件7的内径，本实施例中的轧制比k＝1.1～3。在本发明的一个优选的实施例中，双金属环件的尺寸如下：D₁＝83.93mm，d₁＝D₂＝69.66mm，d₂＝63.66mm，B＝20mm，选取轧制比K＝1.29，因此外环件毛坯4和内环件毛坯5的尺寸如下：D₀₁＝65mm，d₀₁＝D₀₂＝45mm，d₀₂＝35mm，B₀＝20mm。外环件毛坯4和内环件毛坯5可通过镦粗、冲孔、冲连皮、平端面等工艺制得。

S2，组装外环件毛坯4和内环件毛坯5，外环件毛坯4和内环件毛坯5同心放置，内环件毛坯5的外壁贴合外环件毛坯4，外环件毛坯4和内环件毛坯5的两端平齐。

S3，将芯辊2置于内环件毛坯5内部，芯辊2与内环件毛坯5内切。

S4，将驱动辊1置于外环件毛坯4外部，驱动辊1与外环件毛坯4外切，芯辊2和驱动辊1从内外两侧夹住外环件毛坯4和内环件毛坯5。

S5，通过驱动装置带动驱动辊1旋转，如图3中n所示，并带动芯辊2沿径向作直线进给运动，如图3中v所示，外环件毛坯4和内环件毛坯5始终紧密贴合，产生壁厚减小、直径扩大的连续局部塑性变形，外环件毛坯4的外壁上可以设置导向辊3，起到导向的作用。

S6，当外环件毛坯4的外径达到双金属环件外环件6的外径的预定值时，芯辊2停止进给并返回，轧制过程结束。

本发明通过连续局部塑性变形一次整体成形双金属环件，具有显著的节能节材、降低生产成本、提高生产率的效果。轧制成形的双金属环件表面质量好，几何精度高，而且获得了细密的晶粒组织和完整的金属流线，显著地改善了双金属环件内部组织和力学性能。轧制过程中外环件6和内环件7的接触界面发生多道次大塑性变形，使得轧制成形的双金属环件界面接触质量好，连接强度高，可以满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种双金属环件的精密轧制成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获得外环件毛坯和内环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯的高度等于双金属环件的高度；

S2，组装外环件毛坯和内环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯同心放置，内环件毛坯的外壁贴合外环件毛坯，外环件毛坯和内环件毛坯的两端平齐；

S3，将芯辊置于内环件毛坯内部，芯辊与内环件毛坯内切；

S4，将驱动辊置于外环件毛坯外部，驱动辊与外环件毛坯外切，芯辊和驱动辊从内外两侧夹住外环件毛坯和内环件毛坯；

S5，通过驱动装置带动驱动辊旋转，并带动芯辊沿径向作直线进给运动，外环件毛坯和内环件毛坯始终紧密贴合，产生壁厚减小、直径扩大的连续局部塑性变形；

S6，当外环件毛坯的外径达到双金属环件外径的预定值时，芯辊停止进给并返回，轧制过程结束。

2.根据权利要求1所述的双金属环件的精密轧制成形方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述外环件毛坯的外壁上设有导向辊。

3.根据权利要求1所述的双金属环件的精密轧制成形方法，其特征在于，所述外环件毛坯的外径内环件毛坯的外径 $d_{01}=D_{02}=\sqrt{{\left(\frac{D_1}{K}\right)}^2-({D_1}^2-{d_1}^2)},$ 内环件毛坯的内径 $d_{02}=\sqrt{{\left(\frac{D_1}{K}\right)}^2-({D_1}^2-{d_2}^2)};$

其中，K为轧制比，D₁为双金属环件的外环件的外径，D₀₂为外环件毛坯的内径，d₁为双金属环件的内环件的外径，d₂为双金属环件的内环件的内径。

4.根据权利要求3所述的双金属环件的精密轧制成形方法，其特征在于，所述轧制比K＝1.1～3。