CN104308058B - 一种钛合金叶片锻造成形的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锻造成形方法，具体涉及一种钛合金叶片锻造成形的方法。本发明的技术方案如下：该方法包括挤压和终锻两个工序，挤压工序包括如下步骤：(1)设计挤压坯料的形状和尺寸；(2)设计挤压模具；(3)制造挤压模具；(4)生产挤压坯料；挤压工序之后进行终锻工序锻造出钛合金叶片锻件成品。本发明提供的一种钛合金叶片锻造成形的方法，采用挤压制坯和终锻工序生产钛合金叶片锻件，通过两套工装就制出合格锻件，可以减少模具设计和制造周期，同时辅助工序相应减少，可以缩短锻件的生产周期和成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种锻造成形方法，具体涉及一种钛合金叶片锻造成形的方法。
背景技术
钛合金叶片锻件传统的锻造成形方法包括：挤杆、镦头、预锻和终锻四个工序，每个工序需要设计专用的模具，同时每个主工序后面需要跟随多道辅助工序，比如打磨、吹砂、腐蚀等，传统的工艺方法需要的工装数量多，而且生产周期长。
发明内容
本发明提供一种钛合金叶片锻造成形的方法，采用挤压制坯和终锻工序生产钛合金叶片锻件，通过两套工装就制出合格锻件，可以减少模具设计和制造周期，同时辅助工序相应减少，可以缩短锻件的生产周期和成本。
本发明的技术方案如下：
一种钛合金叶片锻造成形的方法，包括挤压和终锻两个工序，挤压工序包括如下步骤：
(1)设计挤压坯料的形状和尺寸，根据钛合金叶片锻件的形状和尺寸，依据终锻工序中变形量的要求，计算出挤压坯料方形榫头的尺寸及挤压坯料叶身的两个凸弧面的尺寸，叶身和榫头的连接处经过倒圆处理，设计出挤压坯料的形状和尺寸；
(2)设计挤压模具，挤压模具包括左半模、右半模和冲头，依据挤压坯料的形状和尺寸，设计左半模和右半模的形状和尺寸，其中左半模和右半模的榫头部分高度为钛合金棒料高度再加10mm；挤压模具配备挤压模套，挤压模套设有可调松紧机构；
(3)制造挤压模具，要求左半模和右半模型腔的粗糙度为3.2以上，要求左半模和右半模挤压成形部分的粗糙度为1.6以上；
(4)生产挤压坯料，生产采用的设备为压力机，压力机设有顶出装置，在钛合金棒料表面涂覆钛合金专用的玻璃润滑剂后，将钛合金棒料加热至钛合金相变点以下20～40℃，保温20～30分钟；将挤压模具预热至200～300℃，将左半模和右半模放入挤压模套内，将钛合金棒料放入挤压模具中，压力机带动冲头下落，在挤压坯料叶身成形10mm后,调解挤压模套的可调松紧机构，使左半模和右半模在水平方向上各向外侧退出0.5mm，以便冲头继续下落使后续钛合金能够顺畅流动；冲头下落至挤压坯料榫头设计要求的高度尺寸停止，然后冲头升起，顶出装置将左半模和右半模顶出挤压模套，左半模和右半模自然分开，取出挤压坯料；
挤压工序之后进行终锻工序锻造出钛合金叶片锻件成品。
所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其中终锻工序包括如下步骤：(一)将挤压坯料清理干净后，涂覆钛合金专用玻璃润滑剂，将挤压坯料加热至钛合金相变点以下20～40℃，保温10～20分钟；(二)将终锻模具预热至200～300℃，将终锻模具装入终锻模套中；(三)终锻工序采用压力机进行，将挤压坯料放在终锻模具的下模中，压力机带动终锻模具上模下落，与挤压坯料接触并继续下行，达到终锻件尺寸后停止。
所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其优选方案为，冲头通过冲头模套安装在压力机上，生产挤压坯料时通过控制压力机下落的精确尺寸和在冲头与冲头模套之间设置垫片来保证榫头高度。
所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其中所述挤压模具材料优选为4Cr5W2VSi。
本发明的有益效果如下：
1、本发明采用挤压和终锻两个工序锻造钛合金叶片锻件，通过两套工装和较短的锻造过程制出合格锻件，与传统工艺采用挤杆、镦头、预锻和终锻四个工序相比，本发明可以节约50％的模具设计、制造周期和成本，同时因辅助工序的减少，可以缩短锻造工艺过程的生产周期和成本，本发明的锻造成形方法生产效率更高，便于自动化大批量生产。
2、本发明的挤压工序中，设计出的挤压坯料形状和尺寸非常优越，第一，形状简单，挤压坯料只包括一个方形的榫头和一个只有两个凸弧面的叶身；第二，尺寸合理，挤压坯料方形榫头的尺寸及挤压坯料叶身的两个凸弧面的尺寸是根据钛合金叶片锻件的形状和尺寸以及终锻工序中变形量的要求计算出来的，因此非常合理，后续加工中的辅助工序相应减少，不会产生原料及制造成本的浪费。
3、本发明中的挤压模具结构简单，只有左半模、右半模和冲头三个部分，易于制做；形状合理，钛合金在挤压过程中容易流动，成形容易完成。
附图说明
图1为挤压坯料正视图；
图2为挤压坯料俯视图；
图3为钛合金叶片锻件正视图；
图4为钛合金叶片锻件俯视图；
图5为挤压模具生产挤压坯料示意图；
图6为顶出装置将左半模和右半模顶出取下挤压坯料示意图。
具体实施方式
如图1～6所示，一种钛合金叶片锻造成形的方法，包括挤压和终锻两个工序，挤压工序包括如下步骤：
(1)设计挤压坯料6的形状和尺寸，根据钛合金叶片锻件的形状和尺寸，依据终锻工序中变形量的要求，计算出挤压坯料6方形榫头1的尺寸及挤压坯料6叶身2的两个凸弧面的尺寸，叶身2和榫头1的连接处经过倒圆处理，设计出挤压坯料6的形状和尺寸；
(2)设计挤压模具，挤压模具包括左半模3、右半模4和冲头5，依据挤压坯料6的形状和尺寸，设计左半模3和右半模4的形状和尺寸，其中左半模3和右半模4的榫头部分高度为钛合金棒料高度再加10mm；挤压模具配备挤压模套，挤压模套设有可调松紧机构；
(3)制造挤压模具，要求左半模3和右半模4型腔的粗糙度为3.2以上，要求左半模3和右半模4挤压成形部分的粗糙度为1.6以上；
(4)生产挤压坯料6，生产采用的设备为压力机，压力机设有顶出装置，在钛合金棒料表面涂覆钛合金专用的玻璃润滑剂后，将钛合金棒料加热至钛合金相变点以下30℃，保温20分钟；将挤压模具预热至200℃，将左半模3和右半模4放入挤压模套内，将钛合金棒料放入挤压模具中，压力机带动冲头5下落，在挤压坯料叶身2成形10mm后,调解挤压模套的可调松紧机构，使左半模3和右半模4在水平方向上各向外侧退出0.5mm,以便冲头3继续下落使后续钛合金能够自由流动；冲头3下落至挤压坯料榫头1设计要求的高度尺寸停止，然后冲头3升起，顶出装置将左半模3和右半模4顶出挤压模套，左半模和右半模自然分开，取出挤压坯料5；
终锻工序包括如下步骤：
(一)将挤压坯料6清理干净后，涂覆钛合金专用玻璃润滑剂，将挤压坯料6加热至钛合金相变点以下30℃，保温10分钟；
(二)将终锻模具预热至200℃，将终锻模具装入终锻模套中；
(三)终锻工序采用压力机进行，将挤压坯料放在终锻模具的下模中，压力机带动终锻模具上模下落，与挤压坯料接触并继续下行，达到终锻件尺寸后停止。
Claims (4)
1.一种钛合金叶片锻造成形的方法，其特征在于，所述方法包括挤压和终锻两个工序，挤压工序包括如下步骤：
(1)设计挤压坯料的形状和尺寸，根据钛合金叶片锻件的形状和尺寸，依据终锻工序中变形量的要求，计算出挤压坯料方形榫头的尺寸及挤压坯料叶身的两个凸弧面的尺寸，叶身和榫头的连接处经过倒圆处理，设计出挤压坯料的形状和尺寸；
(2)设计挤压模具，挤压模具包括左半模、右半模和冲头，依据挤压坯料的形状和尺寸，设计左半模和右半模的形状和尺寸，其中左半模和右半模的榫头部分高度为钛合金棒料高度再加10mm；挤压模具配备挤压模套，挤压模套设有可调松紧机构；
(3)制造挤压模具，要求左半模和右半模型腔的粗糙度为3.2以上，要求左半模和右半模挤压成形部分的粗糙度为1.6以上；
(4)生产挤压坯料，生产采用的设备为压力机，压力机设有顶出装置，在钛合金棒料表面涂覆钛合金专用的玻璃润滑剂后，将钛合金棒料加热至钛合金相变点以下20～40℃，保温20～30分钟；将挤压模具预热至200～300℃，将左半模和右半模放入挤压模套内，将钛合金棒料放入挤压模具中，压力机带动冲头下落，在挤压坯料叶身成形10mm后,调解挤压模套的可调松紧机构，使左半模和右半模在水平方向上各向外侧退出0.5mm,以便冲头继续下落使后续钛合金能够顺畅流动；冲头下落至挤压坯料榫头设计要求的高度尺寸停止，然后冲头升起，顶出装置将左半模和右半模顶出挤压模套，左半模和右半模自然分开，取出挤压坯料；
挤压工序之后进行终锻工序锻造出钛合金叶片锻件成品。
2.根据权利要求1所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其特征在于，所述终锻工序包括如下步骤：
(一)将挤压坯料清理干净后，涂覆钛合金专用玻璃润滑剂，将挤压坯料加热至钛合金相变点以下20～40℃，保温10～20分钟；
(二)将终锻模具预热至200～300℃，将终锻模具装入终锻模套中；
(三)终锻工序采用压力机进行，将挤压坯料放在终锻模具的下模中，压力机带动终锻模具上模下落，与挤压坯料接触并继续下行，达到终锻件尺寸后停止。
3.根据权利要求1或2所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其特征在于，冲头通过冲头模套安装在压力机上，生产挤压坯料时通过控制压力机下落的精确尺寸和在冲头与冲头模套之间设置垫片来保证榫头高度。
4.根据权利要求1或2所述的钛合金叶片锻造成形的方法，其特征在于，所述挤压模具材料为4Cr5W2VSi。
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