CN107442715A - 高温合金‑钛合金双金属环件轧制成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温合金‑钛合金双金属环件轧制成形方法，其步骤为：先分别将高温合金、钛合金棒材镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和钛合金环坯，将高温合金环坯套在钛合金环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制，获得高温合金‑钛合金双金属环件。该方法通过双金属的轧制比推导出轧制变形抗力比值，确定轧制变形温度，从而分别加热到相应的温度进行轧制成形，获得性能、尺寸良好的双金属环件。该方法用于双金属环件轧制成形。
Description
技术领域
本发明涉及一种环轧轧制成形方法，特别是涉及了高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法。
背景技术
双金属环件是由两种不同金属构成的复合环件，环件之间通过各种变形和连接技术紧密结合,在外力作用下内外环件不会分离。和单一金属环件相比,双金属环件可以充分发挥两种金属各自的最佳性能，不仅具有优良的物理、化学、力学等综合性能，还可以节省大量贵重金属，降低生产成本，因而双金属环件被广泛应用于机械、汽车、火车、船舶、冶金、化工、能源、航空航天等工业领域。目前，双金属环件的主要制造方法是先通过环件轧制工艺分别轧制成形两个单金属环件，再将两个单金属环件组合装配成双金属环件。由于两个单金属环件分开轧制成形，导致该方法工序多，费时费力，生产效率低。且轧制成形的两个单金属环件进行组合装配时，环件接触界面只发生弹性变形或小塑性变形，从而导致该方法制造的双金属环件界面接触质量差，连接强度低，不能满足高性能双金属环件服役性能和使用寿命的要求。
双金属环件轧制是指将两种金属环坯套在一起进行轧制，轧制过程中，由于金属的变形抗力与温度以及材料本身的特性等因素有关，很容易造成变形不均，而导致轧制失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用控制变形过程中金属材料的变形温度，实现双金属环件的轧制成形，获得性能、尺寸良好的双金属环件。
为解决上述技术问题，本发明所述高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其技术方案包括以下步骤：
分别将高温合金、钛合金按一定规格下料成棒材，然后经过镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和钛合金环坯，高温合金环坯的内径等于钛合金环坯的外径；分别将高温合金环坯加热到1020±10℃保温，将钛合金环坯加热到880±10℃保温；将高温合金环坯套在钛合金环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制，获得高温合金-钛合金双金属环件，其中，高温合金环件的轧制比为K1、钛合金环件的轧制比为K2；K1/K2＝σs/σs′，式中，σs为高温合金环坯轧制变形抗力，σs′为钛合金环坯轧制变形抗力。
所述高温合金环坯轧制变形抗力为σs＝nσ0，其中，n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
所述钛合金环坯轧制变形抗力为σs′＝n′σ0′，其中，n′为钛合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0′为钛合金在常温下的变形抗力。
所述高温合金为GH4169合金。
所述钛合金为TC4合金。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明所述高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，首先根据双金属环件的最终尺寸，设计高温合金环坯和钛合金环坯，并分别确定高温合金环件和钛合金环件的轧制比K1、K2，再根据K1/K2＝σs/σs′确定高温合金环坯和钛合金轧制变形抗力σs、σs′，从而确定高温合金环件和钛合金环件的加热温度。在相应温度下，将高温合金环坯和钛合金环坯套在一起轧制，从而获得性能、尺寸良好的双金属环件。
附图说明
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。
图1是双金属轧制过程示意图。
具体实施方式
实施本发明所述的高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手等设备。以我国材料牌号为GH4169的高温合金和TC4钛合金为例来说明该方法的具体实施方式：
该GH4169合金的主要化学元素含量(重量百分比)为：含C量≤0.08％、含Cr量17.0％～21.0％、含Ni量50.0％～55.0％、含Co量≤1.0％、含Mo量2.80％～3.30％、含Al量0.30％～0.70％、含Ti量0.75％～1.15％、含Nb量4.75％～5.50％、含B量≤0.006％、含Mg量≤0.01％、含Mn量≤0.35％、含Si量≤0.35％、含P量≤0.015％、含S量≤0.015％、含Cu量≤0.30％、含Ca量≤0.01％、含Pb量≤0.0005％、含Se量≤0.0003％、余量为Fe。
该TC4合金的主要化学元素含量(重量百分比)为：含Al量5.5％～6.8％、含V量3.5％～4.5％、含Fe量0.30％、含C量0.10％、含N量0.05％、含H量0.015％、含O量0.20％、余量为Ti。
本方法的步骤如下：
分别将GH4169合金、TC4合金按一定规格下料成棒材，然后经过镦粗、冲孔、预轧制成GH4169合金环坯4和TC4合金环坯5，GH4169合金环坯4的内径等于TC4合金环坯5的外径；分别将GH4169合金环坯4加热到1020±10℃保温，将TC4合金环坯5加热到880±10℃保温；将GH4169合金环坯4套在TC4合金环坯5的外面一起放在环轧机上进行轧制，如图1所示，获得高温合金-钛合金双金属环件，其中，高温合金环件的轧制比为K1、钛合金环件的轧制比为K2；K1/K2＝σs/σs′，式中，σs为高温合金环坯轧制变形抗力，σs′为钛合金环坯轧制变形抗力。
所述高温合金环坯4轧制变形抗力为σs＝nσ0，其中，n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
所述钛合金环坯轧5制变形抗力为σs′＝n′σ0′，其中，n′为钛合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0′为钛合金在常温下的变形抗力。
Claims (5)
1.一种高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别将高温合金、钛合金按一定规格下料成棒材，然后经过镦粗、冲孔、预轧制成高温合金环坯和钛合金环坯，高温合金环坯的内径等于钛合金环坯的外径；分别将高温合金环坯加热到1020±10℃保温，将钛合金环坯加热到880±10℃保温；将高温合金环坯套在钛合金环坯的外面一起放在环轧机上进行轧制，获得高温合金-钛合金双金属环件，其中，高温合金环件的轧制比为K1、钛合金环件的轧制比为K2；K1/K2＝σs/σs′，式中，σs为高温合金环坯轧制变形抗力，σs′为钛合金环坯轧制变形抗力。
2.根据权利要求1所述的高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其特征在于，所述高温合金环坯轧制变形抗力为σs＝nσ0，其中，n为高温合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0为高温合金在常温下的变形抗力。
3.根据权利要求1所述的高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其特征在于，所述钛合金环坯轧制变形抗力为σs′＝n′σ0′，其中，n′为钛合金在轧制相应变形温度下的热力参数系数，σ0′为钛合金在常温下的变形抗力。
4.根据权利要求1所述的高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其特征在于，所述高温合金为GH4169合金。
5.根据权利要求1所述的高温合金-钛合金双金属环件轧制成形方法，其特征在于，所述钛合金为TC4合金。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54102278A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Composite working device for ring body |
| CN101829745A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-09-15 | 武汉理工大学 | 双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法 |
| CN102125972A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 结构钢高筒环锻件的辗轧成形方法 |
| CN103042142A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 武汉理工大学 | 一种双金属环件的精密轧制成形方法 |
| CN103111564A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 武汉理工大学 | 一种双金属筒形件的精密轧制成形方法 |
| CN105195714A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 太原科技大学 | 一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54102278A (en) * | 1978-01-31 | 1979-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Composite working device for ring body |
| CN101829745A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-09-15 | 武汉理工大学 | 双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法 |
| CN102125972A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-07-20 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 结构钢高筒环锻件的辗轧成形方法 |
| CN103042142A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 武汉理工大学 | 一种双金属环件的精密轧制成形方法 |
| CN103111564A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-05-22 | 武汉理工大学 | 一种双金属筒形件的精密轧制成形方法 |
| CN105195714A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-30 | 太原科技大学 | 一种内层Q345B外层40Cr复合环件铸辗成形方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 程懿麒: "轧制变形抗力的计算", 《科技资讯》 * |
| 贺毓辛: "《轧制理论若干问题》", 31 January 1983, 北京金属学会 * |
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