CN106583615A - Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法 - Google Patents

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欧阳斌
苏荣智
王高
李培建
付绪楷
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/10Piercing billets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group

Abstract

本发明公开了一种Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法,其步骤为:先设计冲孔模具,冲孔模具外壁有用于固定的燕尾槽,冲孔模具内有调整坯料位置的限位垫盘,Ti55合金坯料在冲孔模具中冲孔;同时,设计漏盘,漏盘外壁也有用于固定的燕尾槽,漏盘上端有限位孔,Ti55合金坯料正好放在限位控制,在漏盘中将Ti55合金坯料冲开,实现Ti55合金高筒环件冲孔。该方法能够防止了坯料端面拉料、变形等缺陷,提高了坯料的一致性。该方法用于高筒环件的冲孔。

Description

T i 55合金高筒环件的闭式冲孔方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种冲孔方法,特别是涉及了 Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法。
背景技术
[0002] 高筒环件是航空航天等领域常使用的回转体零部件,该锻件高度与壁厚之比较 大,通常采用乳制成形。乳制一般是指径向乳制,即是减小壁厚,使内外径长大的过程,高度 变化很小;即使现在最先进的径轴双向乳环技术,也只能通过锥辊减小高度,而不能很好的 控制高度长大。所以在制坯时,通常是将坯料的高度设计成等于或略大于环件的高度,那么 对于高筒环件来说,在冲孔时容易造成坯料端面拉料、变形等缺陷,影响锻件质量。目前并 没有很好的控制方法。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种采用闭式冲孔的方法,通过设计闭式冲孔模 具,在模具中对高度环件进行冲孔,确保在冲孔时不会出现端面拉料、变形等缺陷,提高锻 件质量。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明所述Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法,其技术方 案包括以下步骤:
[0005] 将Ti55合金按照一定的规格下料成棒材;将Ti55合金棒材加热到相变点以下20 °C,按(0.5~0.7) min/mm保温;热透后,将Ti55合金棒材放在压力机上,驱动锻锤对Ti55合 金棒材进行镦粗至预定尺寸;将镦粗后的Ti55合金坯料放进冲孔模具中,并一起放在压力 机下,冲孔模具的外壁有用于固定的燕尾槽,防止冲孔模具和Ti55合金坯料随锻锤移动,冲 孔模具内放有限位垫盘,该垫盘根据Ti55合金坯料的高度设计,使Ti55合金坯料与冲孔模 具上端平齐,确保锻锤在冲孔时不会与冲孔模具碰撞;在Ti55合金坯料上面的中心放置合 适的冲头,驱动锻锤下压冲头,将冲头压入Ti55合金坯料中,然后取出,锻锤驱动力
Figure CN106583615AD00031
,其中,〇s为相应变形温度和速度下真实流动应力,μ为摩擦因数,S 为坯料与冲头的接触面积,Η为冲头压入坯料的深度;将Ti55合金坯料取出并放在漏盘上, 漏盘的外壁也有用于固定的燕尾槽,漏盘的上端限位孔,限位孔尺寸与Ti55合金坯料的外 径一致,Ti55合金坯料正好放在限位孔内;将冲头倒置后放在Ti55合金坯料的内孔上,驱动 锻锤下压冲头,将冲头压入Ti55合金坯料中;将锻锤抬起,在冲头上面放一个垫块,再驱动 锻锤下压垫块,将Ti55合金坯料冲开,垫块、冲头及冲孔芯料一起从漏盘中漏出,完成Ti55 合金环件冲孔。
[0006] 与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
[0007] 本发明所述Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法,通过设计冲孔模具,防止了坯料 端面拉料、变形等缺陷,并且坯料无须进行滚圆整形操作,减少了操作步骤降低了操作难 度,提高了生产效率。坯料在模具中进行变形,其外观质量的改善,而且坯料尺寸精度以及 批量稳定性得到提高。漏盘的限位孔也能防止冲孔时发生冲偏等失误,提高了坯料的一致 性。
附图说明
[0008] 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。
[0009] 图1是冲孔模具的结构示意图。
[0010] 图2是垫盘的结构示意图。
[0011] 图3是冲头压入坯料过程示意图。
[0012] 图4是冲头倒置后压入坯料过程示意图。
[0013] 图5是采用垫块将坯料冲开的过程示意图。
具体实施方式
[0014] 实施本发明所述的Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法需要提供锻造加热炉、压力 机、机械手等设备。其具体实施方式:
[0015] 该Ti55合金的主要化学元素含量(重量百分比)为:含A1量4.8%~6.0%、含Mo量 0.75%~1.25%、含Sn量3.7%~4.7%、含 Zr量 1.5%~2.5%、含Si 量0.20%~0.35%、含 Nb量0· 60% ~1.20%、含Fe 量彡 0.25%、含 C 量彡 0.10%、含N 量彡 0.05%、含Η 量彡0.012%、 含0量<0.15%、余量为Ti。
[0016] 本方法的步骤如下:
[0017] 将Ti55合金按照一定的规格下料成棒材;将Ti55合金棒材加热到相变点以下20 °C,按(0.5~0.7) min/mm保温;热透后,将Ti55合金棒材放在压力机上,驱动锻锤对Ti55合 金棒材进行镦粗至预定尺寸;将镦粗后的Ti55合金坯料4放进冲孔模具1中,并一起放在压 力机下,冲孔模具1的外壁有用于固定的燕尾槽,防止冲孔模具1和Ti55合金坯料4随锻锤移 动,如图1所示,冲孔模具1内放有限位垫盘2,该垫盘2根据Ti55合金坯料4的高度设计,使 Ti55合金坯料4与冲孔模具1上端平齐,确保锻锤在冲孔时不会与冲孔模具1碰撞;在Ti55合 金坯料4上面的中心放置合适的冲头3,驱动锻锤下压冲头3,将冲头3压入Ti55合金坯料4 中,然后取出,
Figure CN106583615AD00041
,其中,〇s为相应变形温度和速度下真实 流动应力,μ为摩擦因数,S为坯料与冲头的接触面积,Η为冲头压入坯料的深度;将Ti55合金 坯料4取出并放在漏盘5上,漏盘5的外壁也有用于固定的燕尾槽,漏盘5的上端限位孔,限位 孔尺寸与Ti55合金坯料4的外径一致,Ti55合金坯料4正好放在限位孔内;将冲头3倒置后放 在Ti 55合金坯料4的内孔上,驱动锻锤下压冲头3,将冲头3压入Ti 55合金坯料4中;将锻锤抬 起,在冲头3上面放一个垫块6,再驱动锻锤下压垫块6,将Ti 55合金坯料4冲开,垫块6、冲头3 及冲孔芯料一起从漏盘5中漏出,完成Ti55合金环件冲孔。

Claims (1)

  1. I. 一种Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法,其特征在于,包括以下步骤: 将Ti55合金按照一定的规格下料成棒材;将Ti55合金棒材加热到相变点以下20°C,按 (0.5~0.7) min/mm保温;热透后,将Ti55合金棒材放在压力机上,驱动锻锤对Ti55合金棒材 进行镦粗至预定尺寸;将镦粗后的Ti55合金坯料放进冲孔模具中,并一起放在压力机下,冲 孔模具的外壁有用于固定的燕尾槽,防止冲孔模具和Ti55合金坯料随锻锤移动,冲孔模具 内放有限位垫盘,该垫盘根据Ti55合金坯料的高度设计,使Ti55合金坯料与冲孔模具上端 平齐,确保锻锤在冲孔时不会与冲孔模具碰撞;在Ti55合金坯料上面的中心放置合适的冲 头,驱动锻锤下压冲头,将冲头压入Ti 55合金坯料中,然后取出,锻锤驱动力
    Figure CN106583615AC00021
    ,其中,os为相应变形温度和速度下真实流动应力,μ为摩擦因数,S 为坯料与冲头的接触面积,H为冲头压入坯料的深度;将Ti55合金坯料取出并放在漏盘上, 漏盘的外壁也有用于固定的燕尾槽,漏盘的上端限位孔,限位孔尺寸与Ti55合金坯料的外 径一致,Ti55合金坯料正好放在限位孔内;将冲头倒置后放在Ti55合金坯料的内孔上,驱动 锻锤下压冲头,将冲头压入Ti55合金坯料中;将锻锤抬起,在冲头上面放一个垫块,再驱动 锻锤下压垫块,将Ti55合金坯料冲开,垫块、冲头及冲孔芯料一起从漏盘中漏出,完成Ti55 合金环件冲孔。
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