CN104707926B - 一种大型弧形锻坯成型锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种锻造方法，涉及一种大型弧形锻坯弯曲弧度精确控制成型锻造方法。将自由锻造和胎模锻巧妙的结合起来，锻坯放在具有圆弧型凸台的上胎膜（1）和型腔为梯形槽（4）的下胎模（2）之间，通过锻锤带动上胎膜（1）向下压锻坯（2）的弯曲点进行弯曲锻造，当锻坯（2）接触梯形槽4下表面时弯曲锻造完成；下胎模（2）所具有的梯形槽（4）短边和长边的高度根据锻坯所需弯曲弧度、长度确定。通过步以上所述的胎膜，实现弧形锻件的弯曲成型；精确控制大型弧形锻坯弯曲弧度尺寸，减少锻造火次，提高大型锻件的组织性能稳定性。
Description
技术领域
本发明属于一种锻造方法，涉及一种大型弧形锻坯弯曲弧度精确控制成型锻造方法。
背景技术
随着国内飞机大型化、整体化的发展，为了进一步挖掘飞行器的潜能，提高飞行器的性能，必须尽一切可能降低每一克重量，减少连接部分，大型整体锻件越来越多，特别是飞机结构件根据飞机形状而产生的大型弧形整体框锻件。其它行业要求的流线型要求也产生了弧类锻件。采用弯曲形成的锻件由于是沿着零件的外形进行分布，极大的提高了材料的塑性，组织也更均匀，而且保证了最终零件长度方向组织流线的连续性。
弯曲弧形锻件的成型方法有很多种，但大多数都不能精确控制锻坯的弯曲弧度尺寸，导致锻坯反复加热弯曲成型。弯曲成型锻坯属空烧加热，大型锻件加热时间长，加热火次多会导致锻件组织性能下降。考虑借用一种弯曲弧形锻件的专用胎膜在2火次锻造，甚至1火次锻造就将锻坯弯曲至理想弧度尺寸，对保证大型弧形锻件组织性能稳定性有着非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的：是提供一种弧形锻件成型锻造方法，将自由锻造和胎模锻巧妙的结合起来，锻坯放在具有圆弧型的凸台上胎膜1和型腔为梯形槽4的下胎模2之间，通过锻锤带动上胎膜1向下压锻坯2的弯曲点进行弯曲锻造，当锻坯2接触梯形槽4下表面时弯曲锻造完成；梯形槽4短边和长边的高度根据锻坯所需弯曲弧度、长度确定，通过此种方法来精确控制锻坯弯曲后弧度尺寸目的。
本发明采取的技术方案：包括以下步骤：
步骤一：胎膜制作
上胎膜1下表面是一个具有圆弧型的凸台，凸台宽度A为250～300mm，弧度与锻坯相同，长度与锻坯和上胎膜1之间的接触面宽度相同；在上胎膜1上表面上制作燕尾键槽，用于固定安装在锻造设备上。下胎膜3的型腔为截面相同的梯形槽4，下胎膜3的宽度尺寸比锻坯和下胎膜3之间的接触面宽50～100mm；梯形槽4截面梯形的两边的长度不相等，其短边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为α，其长边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为β，α和β的角度为35～40°；梯形槽4短边用于放置锻坯截面大的一端，梯形槽4短边和长边的高度根据锻坯所需弯曲弧度、长度确定，梯形槽4短边高度比长边低130～200mm，锻坯各截面面积之间相差越大，梯形槽4短边和长边之间的高度差越大；梯形槽4上开口宽度为锻坯长度的1/2～1/3；梯形槽4下底面的宽度为梯形槽4上开口宽度的1/4～1/5。
步骤二：采用自由锻的方式锻造合适的长条形锻坯，
a)加热、保温：把改锻合格的锻坯加热到工艺要求温度，按照锻坯材料要求的保温系数保温。
b)锻造：对锻坯进行自由锻造。把加热好的锻坯进行整体锻造，将其锻拔长成一个长条形锻坯；
c)局部变形：按照设计的要求，对需要锻坯截面面积小的部位进行局部锻造，锻造至该部位截面满足工艺要求。
步骤三：采用步骤一所述的胎膜对长条形的锻坯进行弯曲锻造
a)加热、保温：首先将锻坯按工艺要求加热后，按照锻坯材料要求的保温系数进行保温。
b)弯曲锻造：将锻坯放在步骤一所述的胎膜的下胎膜3的梯形槽4内，以锻坯2中间小截面处作为开始弯曲点，设备带动上胎膜1向下压锻坯2弯曲点上施力进行弯曲锻造，当锻坯2接触梯形槽4下表面时弯曲锻造完成。
步骤四：用专用样板进行尺寸检查并修整锻坯
a)制作与弧形锻坯投影外廓形状相同的专用样板，用专用样板放在锻坯厚度表面检查各部位是否能覆盖样板。条件选择，覆盖时完成锻造，不覆盖的情况进行下列步骤；
b)重复进行步骤三，直至完全覆盖。
本发明的优点是：通过步骤一所述的胎膜，实现弧形锻件的弯曲成型；精确控制大型弧形锻坯弯曲弧度，减少锻造火次，提高大型锻件的组织性能稳定性。
附图说明：
图1锻坯用步骤一所述的胎膜弯曲图。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1：锻件材料：TC18，相变点875℃，数量：2件，锻坯厚度：300mm，弯曲弧度角：R2699,下料重量，1850Kg。
步骤一：胎膜制作
上胎膜1下表面是一个具有圆弧型的凸台，凸台宽度A为300mm，弧度为R2699mm，长度为300mm；在上胎膜1上表面上制作燕尾键槽，高度尺寸为350mm。下胎膜3的型腔为截面相同的梯形槽4，下胎膜3的宽度尺寸450；梯形槽4截面梯形的两边的长度不相等，其短边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为α，其长边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为β，α和β的角度分别为39°、37°；梯形槽4短边高度比长边低150mm，梯形槽4上开口宽度为1270mm；梯形槽4下底面的宽度为340mm，下胎膜3的最大高度为700。
步骤二：采用自由锻的方式锻造合适的长条形锻坯；包含以下程序。
a)加热，保温：把改锻合格的锻坯加热到845℃，保温时间220min。
b)锻造：对锻坯进行自由锻造。把加热好的锻坯进行整体锻造，将其锻拔长成一个长条形锻坯；锻造完锻坯尺寸为1755mm×380mm×810mm。
c)局部变形：按照设计的要求，对需要锻坯截面面积小的部位进行局部锻造，锻造至该部位截面满足工艺要求。锻造完锻坯长度为2450mm，具有4个大小不同的截面。
步骤三：采用步骤一所述的胎膜对长条形的锻坯进行弯曲锻造。
a)锻坯加热到845℃，保温时间220min。
b)弯曲锻造：将锻坯放在步骤一所述的胎膜的下胎膜3的梯形槽4内，以锻坯2中间小截面处作为开始弯曲点，设备带动上胎膜1向下压锻坯2弯曲点上施力进行弯曲锻造，当锻坯2触梯形槽4下表面时弯曲锻造完成。
步骤四：用专用样板进行尺寸检查并修整锻坯。
制作与弧形锻坯投影外廓形状相同的专用样板，用专用样板放在锻坯厚度表面检查各部位是否能覆盖样板，完全覆盖样板完成锻造。经检测，弧形锻坯的室温性能如下：
表1实施例1的弧形锻坯拉伸性能
采用上述方案制备出TC18合金材料的特大型锻件的尺寸和组织完全满足图纸和标准要求。
实施例2
锻件材料：TC8，相变点878℃，数量：3件，锻坯厚度：280mm，弯曲弧度角：R2585,下料重量，1550Kg。
步骤一：胎膜制作
上胎膜1下表面是一个具有圆弧型的凸台，凸台宽度A为280mm，弧度为R2585mm，长度为300mm；在上胎膜1上表面上制作燕尾键槽，高度尺寸为350mm。下胎膜3的型腔为截面相同的梯形槽4，下胎膜3的宽度尺寸450；梯形槽4截面梯形的两边的长度不相等，其短边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为α，其长边与梯形槽4下底面所在平面形成的锐角为β，α和β的角度分别为37°、35°；梯形槽4短边高度比长边低150mm，梯形槽4上开口宽度为1270mm；梯形槽4下底面的宽度为300mm，下胎膜3的最大高度为650。
步骤二：采用自由锻的方式锻造合适的长条形锻坯；包含以下程序。
a)加热，保温：把改锻合格的锻坯加热到848℃，保温时间220min。
b)锻造：对锻坯进行自由锻造。把加热好的锻坯进行整体锻造，将其锻拔长成一个长条形锻坯；锻造完锻坯尺寸为1075mm×920mm×350mm。
c)局部变形：按照设计的要求，对需要锻坯截面面积小的部位进行局部锻造，锻造至该部位截面满足工艺要求。锻造完锻坯长度为2581mm，具有3个大小不同的截面。
步骤三：采用步骤一所述的胎膜对长条形的锻坯进行弯曲锻造。
a)锻坯加热到848℃，保温时间220min。
b)弯曲锻造：将锻坯放在步骤一所述的胎膜的下胎膜3的梯形槽4内，以锻坯2中间小截面处作为开始弯曲点，设备带动上胎膜1向下压锻坯2弯曲点上施力进行弯曲锻造，当锻坯2触梯形槽4下表面时弯曲锻造完成。
步骤四：用专用样板进行尺寸检查并修整锻坯。
a)制作与弧形锻坯投影外廓形状相同的专用样板，用专用样板放在锻坯厚度表面检查各部位是否能覆盖样板，锻件未能完全覆盖样板。
b)重复进行步骤三一次，锻件完全覆盖样板。
经检测，弧形锻坯室温性能如下：
表2实施例2的弧形锻坯拉伸性能
采用上述方案制备出TC18合金材料的特大型锻件的尺寸和组织完全满足图纸和标准要求。
Claims (1)
1.一种大型弧形锻坯成型锻造方法，其特征在于：具体步骤如下
步骤一：胎膜制作
上胎膜(1)下表面是一个具有圆弧型的凸台，凸台宽度A为250～300mm，弧度与锻坯相同，长度与锻坯和上胎膜(1)之间的接触面宽度相同；在上胎膜(1)上表面上制作燕尾键槽，用于固定安装在锻造设备上；下胎膜(3)的型腔为梯形槽(4)，下胎膜(3)的宽度尺寸比锻坯与下胎膜(3)之间的接触面宽50～100mm；梯形槽(4)两边的长度不相等，其短边与梯形槽(4)下底面所在平面形成的锐角为α，其长边与梯形槽(4)下底面所在平面形成的锐角为β，α和β的角度为35～40°；梯形槽(4)短边用于放置锻坯(2)截面大的一端，梯形槽(4)短边和长边的高度根据锻坯(2)所需弯曲弧度、长度确定，梯形槽(4)短边高度比长边低130～200mm，锻坯(2)各截面面积之间相差越大，梯形槽(4)短边和长边之间的高度差越大；梯形槽(4)上开口宽度为锻坯(2)长度的1/2～1/3；梯形槽(4)下底面的宽度为梯形槽(4)上开口宽度的1/4～1/5；
步骤二：采用自由锻的方式锻造合适的长条形锻坯
包含以下程序；
a)加热、保温：把改锻合格的锻坯加热到工艺要求温度，按照锻坯材料要求的保温系数保温；
b)锻造：对锻坯进行自由锻造；把加热好的锻坯进行整体锻造，将其锻拔长成一个长条形锻坯；
c)局部变形：按照设计的要求，对需要锻坯截面面积小的部位进行局部锻造，锻造至该部位截面满足工艺要求；
步骤三：采用步骤一所述的胎膜对长条形的锻坯进行弯曲锻造
a)加热、保温：首先将锻坯按工艺要求加热后，按照锻坯材料要求的保温系数进行保温；
b)弯曲锻造：将锻坯放在步骤一所述的胎膜的下胎膜(3)上，以锻坯(2)中间小截面处作为开始弯曲点，设备带动上胎膜(1)向下压锻坯(2)弯曲点上施力进行弯曲锻造，当锻坯(2)触梯形槽(4)下表面时弯曲锻造完成；
步骤四：用专用样板进行尺寸检查并修整锻坯
a)制作与弧形锻坯投影外廓形状相同的专用样板，用专用样板放在锻坯厚度表面检查各部位是否能覆盖样板；条件选择，覆盖时完成锻造，不覆盖的情况进行下列步骤；
b)重复进行步骤三，直至完全覆盖。
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