CN104259762A - 一种f22合金非等截面法兰环件锻造成形方法 - Google Patents

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刘朝辉
何涛
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杨汝彪
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    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16SCONSTRUCTIONAL ELEMENTS IN GENERAL; STRUCTURES BUILT-UP FROM SUCH ELEMENTS, IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,包括锯切、镦粗、冲孔、胀形、轧制步骤,其中:所述镦粗步骤中,利用模具对棒材进行挤压,获得法兰环外形,通过调整轧制工艺、镦粗变形量,最终获得法兰环件。本发明的有益效果:通过模锻和轧制工艺的组合,提高了材料利用率和生产效率,最大限度地保证了锻件流线的完整性、并且机加工余量小。

Description

—种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法
技术领域
[0001] 本发明涉及法兰环件锻造工艺方法,尤其涉及一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法。
背景技术
[0002] 法兰环件广泛地应用于航空、航天、汽车等众多的行业领域,法兰环件是一类典型矩形截面环件,广泛用作轴承圈、齿圈、飞轮等机械零件。对于直径较大(> 450_)高强度钢制薄法兰盘和齿轮坯,即使热锻成形,也需要特大吨位的锻压设备,设备投资巨大,而且,锻件厚度误差较大,锻件误差较大,机加工余量大,刀具消耗量大,原材料利用率低,生产成本闻。
[0003] 第3届全国精密锻造学术研讨会论文集(2008年12月3_5日•江苏盐城)由武汉理工大学材料科学与工程学院朱春东等三人发表的会议论文《对称双辊轴向轧制法兰环件变形规律研究》公开了用对称双辊轴向轧制法兰类环件,利用有限元法研究了轧制过程中金属流向、应变、应力的分布及变形规律,为对称双辊轧制法兰环件工艺设计提供了依据,本论文尚未公开具体的法兰环件制坯、轧制等锻造成形过程中的有关工艺技术和参数。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,解决现有工艺技术中非等截面法兰环件制造过程中材料利用率低、生产效率低、锻件流线切断严重、机加工余量大等问题。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,包括锯切、镦粗、冲孔、胀形、轧制步骤,其中:所述镦粗步骤中,利用模具对棒材进行挤压,获得法兰环外形,具体步骤如下:步骤一,锯切
将F22合金棒材按一定规格进行锯切;
步骤二,镦粗、冲孔
将锯切好F22合金棒材加热至1100°C〜1160°C并保温,保温时间为:棒材的厚度 X4min/10mm ;
将加热并保温的F22合金棒材在模具中进行镦粗得到异形坯料,冲孔后获得异形环坯
A;
步骤三,胀形
将冲头放入异形环坯A上端,用压机对冲头施加压力F1,使得冲头压入异形环坯A内,获得异形环坯B ;
步骤四,将异形环坯B放在环轧机上,环轧机的主辊模具的转速为1.5rad/s,芯辊模具以一定的进给速度和压力F2对异形环坯B进行环轧,最终获得非等截面法兰环锻件。
[0006] 所述步骤三中压机对冲头施加的压力Fl为2500T〜3500T。
[0007] 步骤四中芯辊模具的进给速度分为三段:
轧制咬入阶段,芯棍进给速度由Omm/s增加到0.5mm/s ;
稳定轧制阶段,芯棍进给速度由0.5mm/s增加到lmm/s ;
校圆、整形阶段,芯棍进给速度由lmm/s逐渐减小到Omm/s。
[0008] 步骤四中芯辊模具压力F2为550T。
[0009] 步骤二中镦粗变形量为30%〜40%。
[0010] 所述锻造成形的非等截面法兰环件,其内径尺寸范围为Φ400πιπι〜Φ2000πιπι,壁厚为 50mm 〜120mm,高度为 200mm 〜1000mm。
[0011] 本发明的有益效果:本发明提供的一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,在镦粗制坯时采取模具挤压,获得法兰环外形,然后经过冲孔及分阶段轧制,优化轧制工艺参数及工序,最终获得与零件外形尺寸相近的非等截面法兰环锻件,提高了材料利用率和生产效率,通过模锻和轧制工艺的组合,最大限度地保证了锻件流线的完整性、并且机加工余量小。镦粗制坯时,控制变形量为30%〜40%,法兰环锻件轴向整体应变量增大,靠近外径部分径向应变增大,有利于锻件内部充分锻透,减少疏松,并形成较好的晶粒组织分布,提闻了锻件综合性能。
附图说明
[0012] 图1为镦粗安装示意图;
图2为缴粗后毛还图;
图3为冲孔后环还图;
图4为胀形安装示意图;
图5为胀形后不意图;
图6为轧制示意图;
图7为最终获得的非等截面法兰环锻件结构图;
图中,I一棒材,2—模具,3—异形坯料,4一环坯A,5—冲头,6—环坯B,7—芯辊模具,8 一主棍模具,9 一法兰环锻件。
具体实施方式
[0013] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的附图和实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0014] 实施本发明所述的一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、轧环机、机械手及其他工装模具等设备。
[0015] 该合金的主要化学元素含量(重量百分比)为:含C量0.05%〜0.15%、含Mn量 0.30%〜0.60%、含 Mo 量 0.87%〜1.13%、含 Cr 量 2.0%〜2.5%、含 S 量彡 0.04%、含 P 量<0.04%、含 Si 量< 0.50%、含 Cu 量< 0.30%、其余为 Fe。
[0016] 如图1〜图7所示,一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,包括锯切、镦粗、冲孔、胀形、轧制步骤,其中:所述镦粗步骤中,利用模具2对棒材I进行挤压,获得法兰环外形,具体步骤如下:
步骤一,锯切
将F22合金棒材I按一定规格进行锯切;
步骤二,镦粗、冲孔
将锯切好F22合金棒材I加热至1100°C〜1160°C并保温,保温时间为:棒材的厚度 X4min/10mm ;
将加热并保温的F22合金棒材I在模具2中进行镦粗得到异形坯料3,冲孔后获得异形环还A4 ;
步骤三,胀形
将冲头5放入异形环坯A4上端,用压机对冲头5施加压力Fl,使得冲头5压入异形环坯A4内,获得异形环坯B6 ;
步骤四,将异形环坯B6放在环轧机上,环轧机的主辊模具8的转速为1.5rad/s,芯辊模具7以一定的进给速度和压力F2对异形环坯B6进行环轧,最终获得非等截面法兰环锻件9。
[0017] 所述步骤三中压机对冲头5施加的压力Fl为2500T〜3500T。
[0018] 步骤四中芯辊模具7的进给速度分为三段:
轧制咬入阶段,芯棍进给速度由Omm/s增加到0.5mm/s ;
稳定轧制阶段,芯棍进给速度由0.5mm/s增加到lmm/s ;
校圆、整形阶段,芯棍进给速度由lmm/s逐渐减小到Omm/s。
[0019] 步骤四中芯辊模具7压力F2为550T。
[0020] 步骤二中镦粗变形量为30%〜40%。
[0021] 所述锻造成形的非等截面法兰环件,其内径尺寸范围为Φ400πιπι〜Φ2000πιπι,壁厚为 50mm 〜120mm,高度为 200mm 〜1000mm。
[0022] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,包括锯切、镦粗、冲孔、胀形、轧制步骤,其特征在于:所述镦粗步骤中,利用模具(2)对棒材(I)进行挤压,获得法兰环外形,具体步骤如下: 步骤一,锯切 将F22合金棒材(I)按一定规格进行锯切; 步骤二,镦粗、冲孔 将锯切好F22合金棒材(I)加热至1100°C〜1160°C并保温,保温时间为:棒材的厚度 X4min/10mm ; 将加热并保温的F22合金棒材(I)在模具(2)中进行镦粗得到异形坯料(3),冲孔后获得异形环坯A (4); 步骤三,胀形 将冲头(5)放入异形环坯A (4)上端,用压机对冲头(5)施加压力F1,使得冲头(5)压入异形环坯A (4)内,获得异形环坯B (6); 步骤四,将异形环坯B (6)放在环轧机上,环轧机的主辊模具(8)的转速为1.5rad/s,芯辊模具(7)以一定的进给速度和压力F2对异形环坯B (6)进行环轧,最终获得非等截面法兰环锻件(9)。
2.如权利要求1所述的F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,其特征在于:所述步骤三中压机对冲头(5)施加的压力Fl为2500T〜3500T。
3.如权利要求1所述的F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,其特征在于:步骤四中芯辊模具(7)的进给速度分为三段: 轧制咬入阶段,芯棍进给速度由Omm/s增加到0.5mm/s ; 稳定轧制阶段,芯棍进给速度由0.5mm/s增加到lmm/s ; 校圆、整形阶段,芯棍进给速度由lmm/s逐渐减小到Omm/s。
4.如权利要求1所述的F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,其特征在于:步骤四中芯辊模具(7)压力F2为550T。
5.如权利要求1所述的F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,其特征在于:步骤二中镦粗变形量为30%〜40%。
6.如权利要求1〜4所述的F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法,其特征在于,所述锻造成形的非等截面法兰环件,其内径尺寸范围为cMOOmm〜Φ2000ιήπι,壁厚为50mm〜120mm,高度为 200mm 〜1000mm。
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