CN105562567A - 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法 - Google Patents

铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105562567A
CN105562567A CN201510867682.0A CN201510867682A CN105562567A CN 105562567 A CN105562567 A CN 105562567A CN 201510867682 A CN201510867682 A CN 201510867682A CN 105562567 A CN105562567 A CN 105562567A
Authority
CN
China
Prior art keywords
straight
base
ring
feed
flanked ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510867682.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王龙祥
苏春民
刘彦成
潘俊杰
罗通
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Anda Aviation Forging Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Anda Aviation Forging Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Anda Aviation Forging Co Ltd filed Critical Guizhou Anda Aviation Forging Co Ltd
Priority to CN201510867682.0A priority Critical patent/CN105562567A/zh
Publication of CN105562567A publication Critical patent/CN105562567A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Abstract

本发明公开了一种铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法,其步骤为:先将铁基高温合金棒材加热至锻造温度,经镦粗、冲孔、预轧后,制成矩形环坯;再将矩形环坯装入环轧机上,将锥辊抬升h=5mm~10mm,使矩形环坯发生倾斜,然后进行轧制成形,获得铁基高温合金矩形环件。该方法通过改变轧制时材料的流动方向,使矩形环件各向力学性能保持一致,从而提高矩形环件的综合力学性能。该方法用于生产各向同性的铁基高温合金矩形环件。

Description

铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种铁基高温合金矩形环件的乳制方法,特别是涉及了一种铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法。
背景技术
[0002]环形件乳制是目前生产高性能无缝环件最为有效的手段之一,在航空、航天等诸多领域获得广泛应用。对于矩形环件的生产多以径向乳制方式进行,环件与坯料采用等高设计,锥辊仅起到防止环件攀升和限制环件高度增加的作用,轴向的变形量较小,导致环件的径向力学性能与轴向力学性能相差较大。随着环乳技术的发展和进步,人们逐渐掌握了径/轴双向的乳制成形方式,该方式生产的矩形环件,其轴向力学性能得到了很大程度上的改善,但是,依然不能保证环件在各个方向的力学性能达到一致。其原因在于,径向进给与轴向进给均会使金属材料向环件的切线方向流动,在切线方向形成了锻造流线,从而使得切线方向的力学性能要远远好于径向和轴向的力学性能。
发明内容
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,通过改变乳制时材料的流动方向,使矩形环件各向力学性能保持一致,从而提高矩形环件的综合力学性能。
[0004]为解决上述技术问题,本发明所述铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其技术方案包括以下步骤:
[0005]将按规格下料的铁基高温合金棒材加热至锻造温度,经镦粗、冲孔、预乳后,制成高度为H1、厚度为B1、外径为Ri的矩形环坯;
[0006] 将所述矩形环坯装入环乳机上,芯辊从矩形环坯的中间穿过,驱动芯辊并带动矩形环坯向主辊靠近,再驱动锥辊靠近矩形环坯的另一边,上下锥辊将矩形环坯夹在中间;当矩形环坯放平后,驱动锥辊抬升h = 5mm〜10mm,使矩形环坯发生倾斜;启动环乳机进行乳制,调整主棍的转速r= 1.0rad/s,以驱动力Fi = 410KN〜442KN使芯棍以vi = 2.5mm/s的进给速度朝径向进给,径向进给的总量,以驱动力F2 = 340KN〜374KN使锥棍以V2 = 1.5mm/s大小的进给速度朝轴向进给,轴向进给的总量S2 = H1-H2+(Bi X h) /2Ri,式中,B1为矩形环坯的厚度、B2为矩形环件的厚度、H1为矩形环坯的高度、H2矩形环件的高度、R1矩形环坯的外径;当乳制过程进入稳定状态后,将锥辊逐步放下,并与工作台持平;当径向进给量与轴向进给量均达到目标后停止进给,矩形环件在环乳机的作用下转动,一段时间后停止,将矩形环件取出。
[0007]所述径向进给速度与轴向进给速度的关系如下:
[0008] Si/vi = S2/v2
[0009]式中,S1为径向进给的总量;
[0010] S2为轴向进给的总量;
[0011] V1为径向进给速度;
[0012] V2为径向进给速度。
[0013]所述径向进给的驱动力^满足如下关系:
[0014] Fi = aXnoXoXHXLi
[0015]式中,^为径向进给的驱动力;
[0016] a为矩形环件展宽而导致的压力增大系数,取2.0〜2.4;
[0017] no为实时应力状态系数;
[0018] σ为材料的流动应力;
[0019] H为矩形环坯的实时高度;
[0020] L1S芯辊与矩形环坯接触的实时弧长。
[0021 ]所述轴向进给的驱动力^满足如下关系:
[0022] ρ2 = β X11Q X σ XB X L2
[0023]式中,轴向进给的驱动力;
[0024] β为矩形环件高度减小而导致的压力增大系数,取2.8〜3.2;
[0025] no为实时应力状态系数;
[0026] σ为材料的流动应力;
[0027] B为矩形环坯的实时厚度;
[0028] L2S锥辊与矩形环坯接触的实时弧长。
[0029] 所述铁基高温合金为GH907合金。
[0030]与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
[0031 ]本发明所述铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,通过将锥棍抬升h = 5mm〜10mm,使矩形环件发生小量的倾斜,改变了乳制时金属材料的流动,使其在各个方向保持一 Sc ο
[0032] 将主辊的转速设置为1.0rad/s,径向进给速度为2.5mm/s,轴向进给速度为1.5mm/s,以及径向进给速度与轴向进给速度满足关系式S1ZV1 = S2ZV2,是为了保证切线方向的材料流动速度与径向、轴向的材料流动速度一致。
[0033] 径向进给的总量为S1 = B1-Bd(H1Xh)AR1以及轴向进给的总量= X10/2¾,一方面使矩形环坯发生充分的塑性变形,提高力学性能;另一方面是为了补充锥辊抬尚而引起的尺寸差异。
[0034]径向进给的驱动力F1满足关系式F1 = Ct Xno X σ XHXL1,向进给的驱动力F2满足关系式F2 = β X no X σ X B X L2,使矩形环坯在径向、轴向发生塑性变形,同时防止因环坯倾斜而产生的上下串动。
[0035]采用上述方法制备的铁基高温合金矩形环件,其组织均匀、性能较好,各向力学性能基本保持一致,以牌号为GH907的铁基高温合金矩形环件为例:
[0036]经检测该合金矩形环件的径向室温拉伸性能,其抗拉强度为1165MPa(大于设计使用要求的1035MPa),伸长率为0.2%时的屈服强度为83010^(大于设计使用要求的72510^),断后伸长率为13% (大于设计使用要求的5% )。
[0037]经检测该合金矩形环件的轴向室温拉伸性能,其抗拉强度为1150MPa(大于设计使用要求的1035MPa),伸长率为0.2%时的屈服强度为82410^(大于设计使用要求的72510^),断后伸长率为13% (大于设计使用要求的5% )。
[0038]经检测该合金矩形环件的切向室温拉伸性能,其抗拉强度为1182MPa(大于设计使用要求的1035MPa),伸长率为0.2%时的屈服强度为84210^(大于设计使用要求的72510^),断后伸长率为14% (大于设计使用要求的5% )。
[0039]上述理化检测结果表明,改进后的乳制成形方法生产铁基高温合金矩形环件,其各向力学性能基本相同且均符合要求。
附图说明
[0040]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0041]图1是本发明所述铁基高温合金矩形环件各向同性乳制方法示意图。
具体实施方式
[0042]实施本发明所述的铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手、环乳机等设备。下面以我国材料牌号为GH907的铁基高温合金为例来详细说明该方法的具体实施方式:
[0043] 该合金的主要化学元素含量(重量百分比)为:含C量< 0.06 %、含Si量0.07 %〜
0.35%、含Ni 量 35.0% 〜40.0%、含Co 量 12.0% 〜16.0%、含Nb+Ta量4.3% 〜5.2%、含 Ti 量1.3%〜1.8%、含Cr量 < 1.00%、含Al量 <0.20%、含Mn量 < 1.00%、含Cu量 < 0.50%、含B量 <0.012%、含S量 <0.015%、含P量 <0.015%、余量为Fe。
[0044]本方法的步骤如下:
[0045]将按规格下料的铁基高温合金棒材加热至锻造温度,经镦粗、冲孔、预乳后,制成高度为H1、厚度为B1、外径为Ri的矩形环坯;
[0046] 如图1所示,将所述矩形环坯I装入环乳机上,芯辊3从矩形环坯I的中间穿过,驱动芯辊3并带动矩形环坯I向主辊2靠近,再驱动锥辊4靠近矩形环坯I的另一边,上下锥辊4将矩形环坯I夹在中间;当矩形环坯I放平后,驱动锥辊4抬升h = 5mm〜10mm,使矩形环坯I发生倾斜;启动环乳机进行乳制,调整主棍2的转速r=l.0rad/s,以驱动力Fi = 410KN〜442KN使芯棍3以vi = 2.5mm/s的进给速度朝径向进给,径向进给的总量Si = Bi_B2+(HiXh)/2Ri,以驱动力F2 = 340KN〜374KN使锥辊4Wv2=1.5mm/S大小的进给速度朝轴向进给,轴向进给的总量S2 = H1-HWB1 XlOAR1,式中,B1为矩形环坯的厚度、B2为矩形环件的厚度、H1为矩形环坯的高度、H2矩形环件的高度、R1矩形环坯的外径;当乳制过程进入稳定状态后,将锥辊4逐步放下,并与工作台5持平;当径向进给量与轴向进给量均达到目标后停止进给,矩形环件在环乳机的作用下转动,一段时间后停止,将矩形环件取出。
[0047]所述径向进给速度与轴向进给速度的关系如下:
[0048] Si/vi = S2/v2
[0049]式中,S1为径向进给的总量;
[0050] S2为轴向进给的总量;
[0051] V1为径向进给速度;
[0052] V2为径向进给速度。
[0053]所述径向进给的驱动力^满足如下关系:
[0054] Fi = aXnoXoXHXLi
[0055]式中,^为径向进给的驱动力;
[0056] a为矩形环件展宽而导致的压力增大系数,取2.2〜2.4;
[0057] no为实时应力状态系数;
[0058] σ为材料的流动应力;
[0059] H为矩形环坯的实时高度;
[0060] L1S芯辊与矩形环坯接触的实时弧长。
[0061 ]所述轴向进给的驱动力^满足如下关系:
[0062] ρ2 = β X11Q X σ XB X L2
[0063]式中,轴向进给的驱动力;
[0064] β为矩形环件高度减小而导致的压力增大系数,取2.8〜3.2;
[0065] no为实时应力状态系数;
[0066] σ为材料的流动应力;
[0067] B为矩形环坯的实时厚度;
[0068] L2S锥辊与矩形环坯接触的实时弧长。

Claims (5)

1.一种铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其特征在于,包括以下步骤: 将按规格下料的铁基高温合金棒材加热至锻造温度,经镦粗、冲孔、预乳后,制成高度为H1、厚度为B1、外径为Ri的矩形环坯; 将所述矩形环坯装入环乳机上,芯辊从矩形环坯的中间穿过,驱动芯辊并带动矩形环坯向主辊靠近,再驱动锥辊靠近矩形环坯的另一边,上下锥辊将矩形环坯夹在中间;当矩形环坯放平后,驱动锥辊抬升h = 5mm〜1mm,使矩形环坯发生倾斜;启动环乳机进行乳制,调整主棍的转速r= 1.0作(1/8,以驱动力?1 = 410訊〜4421(1'1使芯棍以¥1 = 2.5mm/s的进给速度朝径向进给,径向进给的总量S1 = B1-B2+ (HiXh)/2Ri,以驱动力F2 = 340KN〜374KN使锥辊以V2 = 1.5mm/s大小的进给速度朝轴向进给,轴向进给的总量S2 = H1-H2+ (Bi X h) /2Ri,式中,Bi为矩形环坯的厚度、B2为矩形环件的厚度、H1为矩形环坯的高度、H2矩形环件的高度、R1矩形环坯的外径;当乳制过程进入稳定状态后,将锥辊逐步放下,并与工作台持平;当径向进给量与轴向进给量均达到目标后停止进给,矩形环件在环乳机的作用下转动,一段时间后停止,将矩形环件取出。
2.根据权利要求1所述的铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其特征在于,所述铁基高温合金为GH907合金。
3.根据权利要求1或2所述的铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其特征在于,所述径向进给速度与轴向进给速度的关系如下: Sl/vi = S2/v2 式中,S1为径向进给的总量; S2为轴向进给的总量; Vl为径向进给速度; V2为径向进给速度。
4.根据权利要求1或2所述的铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其特征在于,所述径向进给的驱动力F1满足如下关系: Fi = aXnoXoXHXLi 式中,^为径向进给的驱动力; a为矩形环件展宽而导致的压力增大系数,取2.0〜2.4; no为实时应力状态系数; σ为材料的流动应力; H为矩形环坯的实时高度; L1为芯辊与矩形环坯接触的实时弧长。
5.根据权利要求1或2所述的铁基高温合金矩形环件各向同性的乳制方法,其特征在于,所述轴向进给的驱动力F2满足如下关系: F2 = ^XnoXoXBXL2 式中,F2为轴向进给的驱动力; β为矩形环件高度减小而导致的压力增大系数,取2.8〜3.2; no为实时应力状态系数; σ为材料的流动应力; B为矩形环坯的实时厚度;L2S锥辊与矩形环坯接触的实时弧长。
CN201510867682.0A 2015-12-02 2015-12-02 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法 Pending CN105562567A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510867682.0A CN105562567A (zh) 2015-12-02 2015-12-02 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510867682.0A CN105562567A (zh) 2015-12-02 2015-12-02 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105562567A true CN105562567A (zh) 2016-05-11

Family

ID=55873505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510867682.0A Pending CN105562567A (zh) 2015-12-02 2015-12-02 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105562567A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894551A (zh) * 2019-04-18 2019-06-18 安徽工业大学 一种减轻车轮立式轧制中辐板拉薄的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102085550A (zh) * 2010-12-10 2011-06-08 贵州安大航空锻造有限责任公司 镍基高温合金高筒环锻件的辗轧成形方法
CN102489639A (zh) * 2011-12-27 2012-06-13 张家港海陆环形锻件有限公司 一种高合金钢大型环件细晶轧制成形方法
CN103691853A (zh) * 2013-12-16 2014-04-02 贵州安大航空锻造有限责任公司 镍基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104550584A (zh) * 2014-12-15 2015-04-29 贵州安大航空锻造有限责任公司 钴基高温合金厚壁环锻件的轧制成形方法
EP2889093A1 (en) * 2013-11-29 2015-07-01 Aktiebolaget SKF Cold rolling apparatus for an annular element, in particular a ring of a rolling bearing, and associated method.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102085550A (zh) * 2010-12-10 2011-06-08 贵州安大航空锻造有限责任公司 镍基高温合金高筒环锻件的辗轧成形方法
CN102489639A (zh) * 2011-12-27 2012-06-13 张家港海陆环形锻件有限公司 一种高合金钢大型环件细晶轧制成形方法
EP2889093A1 (en) * 2013-11-29 2015-07-01 Aktiebolaget SKF Cold rolling apparatus for an annular element, in particular a ring of a rolling bearing, and associated method.
CN103691853A (zh) * 2013-12-16 2014-04-02 贵州安大航空锻造有限责任公司 镍基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104550584A (zh) * 2014-12-15 2015-04-29 贵州安大航空锻造有限责任公司 钴基高温合金厚壁环锻件的轧制成形方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894551A (zh) * 2019-04-18 2019-06-18 安徽工业大学 一种减轻车轮立式轧制中辐板拉薄的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103691855B (zh) 结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN103722107B (zh) 钛合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN103691853B (zh) 镍基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN105397004A (zh) Gh4169合金大型模锻件成形方法
CN104607579A (zh) 铝合金厚壁环锻件的轧制成形方法
CN105397000A (zh) 钛合金板形锻件的轧制方法
CN103691854B (zh) 钴基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104550584A (zh) 钴基高温合金厚壁环锻件的轧制成形方法
CN103706736B (zh) 铝合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104607578A (zh) 不锈钢厚壁环锻件的轧制成形方法
CN105537473A (zh) 镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法
CN105562567A (zh) 铁基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法
CN109127973A (zh) Cr13型马氏体不锈钢厚壁高筒环件锻造成形方法
CN105397417A (zh) 高温合金板形锻件的轧制方法
CN105363974A (zh) 钴基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法
CN104550583A (zh) α相钛合金厚壁环锻件的轧制成形方法
CN104550585A (zh) 结构钢厚壁环锻件的轧制成形方法
CN104148550B (zh) 铁基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104624879B (zh) 轴承钢厚壁环锻件的轧制成形方法
CN105382157A (zh) 结构钢多台阶大型异形环件的成形方法
CN105414419A (zh) 不锈钢矩形环件各向同性的轧制方法
CN105396997A (zh) 轴承钢矩形环件各向同性的轧制方法
CN105396992A (zh) 结构钢矩形环件各向同性的轧制方法
CN103706737B (zh) 不锈钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN105396996A (zh) β相钛合金矩形环件各向同性的轧制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160511