CN109604941A - 一种эп578合金材料波形弹簧制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，步骤为：采用激光切割方式从ЭП578合金带材上加工出圆环形坯料；将圆环形坯料放入冲切成型模具中，通过冲切成型模具制得初始态波形弹簧，冲切成型模具的上下型面曲线方程取正弦曲线，且冲切成型模具的上下型面预设有回弹补偿量；将初始态波形弹簧放入时效定型夹具中，再将初始态波形弹簧与时效定型夹具一同送入真空热处理炉中，通过真空热处理炉对初始态波形弹簧进行热处理定型，并制得波形弹簧成品件，时效定型夹具的上下型面预设有回弹补偿量和塑性变形量；先对波形弹簧成品件进行反复按压，按压次数为5次，每次压下量均为3mm，然后检测波形弹簧成品件的高度和弹力，全部满足要求后方可出厂。

Description

一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法
技术领域
本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法。
背景技术
波形弹簧是金属薄圆环上具有若干峰谷的弹性元件，其通常应用于载荷及变形量不大、弹簧刚度要求较小、需施加轴向预压力的场合，波形弹簧主要应用于航空发动机的传动系统，其作用是支撑石墨环，并与石墨环协同配合，起到燃油系统与润滑系统阻隔密封的作用。
为了满足波形弹簧在航空发动机上的服役要求，波形弹簧的材料选用则至关重要，现有的高温合金都无法满足波形弹簧的服役要求，而目前只有ЭП578合金材料才能满足波形弹簧的服役要求。
但是，在目前已知的波形弹簧制造技术中，无法查找到任何有关ЭП578合金材料波形弹簧制造的技术资料。因此，亟需开发一种能够满足服役要求的ЭП578合金材料波形弹簧制造方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，通过该方法得到的波形弹簧，能够完全满足其在航空发动机上的服役要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，包括如下步骤：
步骤一：下料
采用激光切割方式从ЭП578合金带材上加工出圆环形坯料；
步骤二：冲切成型
将圆环形坯料放入冲切成型模具中，通过冲切成型模具制得初始态波形弹簧，冲切成型模具的上下型面曲线方程取正弦曲线，且冲切成型模具的上下型面预设有回弹补偿量；
步骤三：时效热处理
将初始态波形弹簧放入时效定型夹具中，再将初始态波形弹簧与时效定型夹具一同送入真空热处理炉中，通过真空热处理炉对初始态波形弹簧进行热处理定型，并制得波形弹簧成品件，时效定型夹具的上下型面预设有回弹补偿量和塑性变形量；
步骤四：参数检验
先对波形弹簧成品件进行反复按压，按压次数为5次，每次压下量均为3mm，然后检测波形弹簧成品件的高度和弹力，全部满足要求后方可出厂。
进一步的，ЭП578合金带材的变形量不同，其回弹规律也不同，回弹补偿量需要根据预先试验进行确定，并获取变形量与回弹补偿量的对应关系。
进一步的，ЭП578合金带材的变形量取30％～38％。
进一步的，时效热处理工艺为：先将初始热处理温度设为800℃±10℃，且保温时间设为1小时；再将热处理温度降到700℃±10℃，且保温时间设为2小时；最后进行空冷，将温度降至室温。
进一步的，步骤三中采用的时效定型夹具包括底座、型块、定位塞、导柱及楔块；所述导柱竖直固装在底座上，在导柱上套装有若干型块，型块由上型块和下型块组成，上型块和下型块之间构成波形弹簧成型间隙；所述型块采用圆柱筒形结构，所述定位塞位于型块内表面与导柱之间；在所述导柱顶部开设有楔孔，所述楔块插装在楔孔内，楔块下表面与型块上端面顶靠接触。
本发明的有益效果：
本发明的ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，通过该方法得到的波形弹簧，能够完全满足其在航空发动机上的服役要求。
附图说明
图1为波形弹簧的结构示意图；
图2为图1的A向视图；
图3为图1的B向视图；
图4冲切成型模具的结构示意图；
图中，1—波峰，2—波谷，3—底座，4—型块，5—定位塞，6—导柱，7—楔块，8—波形弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本实施例中，如图1～3所示的波形弹簧成品件的结构参数为：厚度为0.23mm，宽度(外径与内径之差)为2.6mm，内径为φ33.4mm，波数(波峰+波谷)为4个，高度为6±0.1mm，弹力为56.35±7.35N。
一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，包括如下步骤：
步骤一：下料
采用激光切割方式从ЭП578合金带材上加工出圆环形坯料；本实施例中，圆环形坯料的内径为φ27mm，圆环形坯料的外径为φ49mm；
步骤二：冲切成型
将圆环形坯料放入冲切成型模具中，通过冲切成型模具制得初始态波形弹簧，冲切成型模具的上下型面曲线方程取正弦曲线，且冲切成型模具的上下型面预设有回弹补偿量；由于ЭП578合金带材的变形量不同，其回弹规律也不同，回弹补偿量需要根据预先试验进行确定，并获取变形量与回弹补偿量的对应关系；
步骤三：时效热处理
将初始态波形弹簧放入时效定型夹具中，再将初始态波形弹簧与时效定型夹具一同送入真空热处理炉中，通过真空热处理炉对初始态波形弹簧进行热处理定型，并制得波形弹簧成品件，时效定型夹具的上下型面预设有回弹补偿量和塑性变形量；其中，时效热处理工艺为：先将初始热处理温度设为800℃±10℃，且保温时间设为1小时；再将热处理温度降到700℃±10℃，且保温时间设为2小时；最后进行空冷，将温度降至室温；如图4所示的时效定型夹具包括底座3、型块4、定位塞5、导柱6及楔块7；所述导柱6竖直固装在底座3上，在导柱6上套装有若干型块4，型块4由上型块和下型块组成，上型块和下型块之间构成波形弹簧成型间隙；所述型块4采用圆柱筒形结构，所述定位塞5位于型块4内表面与导柱6之间；在所述导柱6顶部开设有楔孔，所述楔块7插装在楔孔内，楔块7下表面与型块4上端面顶靠接触。
步骤四：参数检验
先对波形弹簧成品件进行反复按压，按压次数为5次，每次压下量均为3mm，然后检测波形弹簧成品件的高度和弹力，全部满足要求后方可出厂。
为了获得上述满足要求的波形弹簧成品件，需要提前开展步骤二中所述的预先试验。
试验前，首先准备5个厚度为0.23mm的ЭП578合金带材试验件，5个ЭП578合金带材试验件的变形量分别设为23％、30％、35％、38％及42％，并对5种变形量的试验件进行了室温力学性能测试，测试结果如下：
1号试验件：变形量为23％，抗拉强度Rm为1423MPa，延伸率A为13.5％；
2号试验件：变形量为30％，抗拉强度Rm为1483MPa，延伸率A为12.7％；
3号试验件：变形量为35％，抗拉强度Rm为1521MPa，延伸率A为8.0％；
4号试验件：变形量为38％，抗拉强度Rm为1542MPa，延伸率A为8.7％；
5号试验件：变形量为42％，抗拉强度Rm为1566MPa，延伸率A为6.5％；
可获取的变形量与回弹补偿量的对应关系为：ЭП578合金带材的终道变形量越大，其抗拉强度越高，且延伸率越小。
接下来，开展冲切弯曲一体成型试验，在该试验中，每种变形量下均取10个零件进行试验，其中变形量为42％的零件在冲切过程中发生断裂，无法进行后续试验，其余4种变形量下的零件全部完成冲切，并且冲切后对所有零件的高度进行测量，测量结果如下：
①、变形量为23％的10个零件高度数据依次为5.60、5.71、5.72、5.59、5.59、5.58、5.51、5.70、5.66及5.65，平均值为5.631；
②、变形量为30％的10个零件高度数据依次为5.36、5.54、5.59、5.78、5.52、5.62、5.40、5.45、5.66及5.47，平均值为5.539；
③、变形量为35％的10个零件高度数据依次为5.48、5.36、5.68、5.31、5.41、5.54、5.59、5.55、5.57及5.26，平均值为5.475；
④、变形量为38％的10个零件高度数据依次为5.42、5.50、5.34、5.64、5.25、5.59、5.62、5.54、5.44及5.55，平均值为5.489；
通过上述测量结果可知，变形量为23％的零件在冲切后高度最大，回弹最小。
然后，开展时效热处理试验，在该试验中，每种变形量下均取3个零件进行试验，在时效定型夹具中，型块峰谷间距(波峰与波谷的间距)为5.77mm，在热处理结束后，每个零件的按压次数为5次，每次压下量均为3mm，最后对所有零件进行弹性和高度检测，检测结果如下：
①、变形量为23％的3个零件：1号零件的高度为5.21mm，弹力为34N；2号零件的高度为5.23mm，弹力为35N；3号零件的高度为5.21mm，弹力为35N；
②、变形量为30％的3个零件：1号零件的高度为5.35mm，弹力为39N；2号零件的高度为5.30mm，弹力为38N；3号零件的高度为5.34mm，弹力为40N；
③、变形量为35％的3个零件：1号零件的高度为5.35mm，弹力为43N；2号零件的高度为5.39mm，弹力为42N；3号零件的高度为5.36mm，弹力为42N；
④、变形量为38％的3个零件：1号零件的高度为5.36mm，弹力为44N；2号零件的高度为5.40mm，弹力为44N；3号零件的高度为5.41mm，弹力为42N；
通过上述测量结果可知，总共12个零件的高度平均值为5.32mm，与型块峰谷间距5.77mm相比，衰减为0.68mm；总共12个零件的弹力平均值为40.08N；其中，变形量为23％的零件高度衰减最大，且弹力值最小，因此将ЭП578合金带材的变形量锁定在30％～38％之间；最后将0.68mm的衰减量补偿回时效定型夹具中，重新调整后的时效定型夹具的型块峰谷间距为6.45mm(6.00+0.68-0.23)，并将调整后的时效定型夹具应用到步骤三中。
最后，选取变形量为38％的ЭП578合金带材作为波形弹簧成品件的制造原材料，并执行步骤一至步骤四进行零件试制，试制件共为5个，5个试制件的弹力及高度测量结果如下：
1号试制件：高度为6.04mm，弹力为53.5N；
2号试制件：高度为6.04mm，弹力为53.8N；
3号试制件：高度为6.07mm，弹力为54.7N；
4号试制件：高度为6.02mm，弹力为52.4N；
5号试制件：高度为6.05mm，弹力为50.8N；
通过上述测量结果可知，5个试制件的弹力及高度全部满足设计要求，则试制件的制造工艺便可以作为正式产品的制造工艺进行投产。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：下料
采用激光切割方式从ЭП578合金带材上加工出圆环形坯料；
步骤二：冲切成型
将圆环形坯料放入冲切成型模具中，通过冲切成型模具制得初始态波形弹簧，冲切成型模具的上下型面曲线方程取正弦曲线，且冲切成型模具的上下型面预设有回弹补偿量；
步骤三：时效热处理
将初始态波形弹簧放入时效定型夹具中，再将初始态波形弹簧与时效定型夹具一同送入真空热处理炉中，通过真空热处理炉对初始态波形弹簧进行热处理定型，并制得波形弹簧成品件，时效定型夹具的上下型面预设有回弹补偿量和塑性变形量；
步骤四：参数检验
先对波形弹簧成品件进行反复按压，按压次数为5次，每次压下量均为3mm，然后检测波形弹簧成品件的高度和弹力，全部满足要求后方可出厂。
2.根据权利要求1所述的一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，其特征在于：ЭП578合金带材的变形量不同，其回弹规律也不同，回弹补偿量需要根据预先试验进行确定，并获取变形量与回弹补偿量的对应关系。
3.根据权利要求1所述的一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，其特征在于：ЭП578合金带材的变形量取30％～38％。
4.根据权利要求1所述的一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，其特征在于：时效热处理工艺为：先将初始热处理温度设为800℃±10℃，且保温时间设为1小时；再将热处理温度降到700℃±10℃，且保温时间设为2小时；最后进行空冷，将温度降至室温。
5.根据权利要求1所述的一种ЭП578合金材料波形弹簧制造方法，其特征在于：步骤三中采用的时效定型夹具包括底座、型块、定位塞、导柱及楔块；所述导柱竖直固装在底座上，在导柱上套装有若干型块，型块由上型块和下型块组成，上型块和下型块之间构成波形弹簧成型间隙；所述型块采用圆柱筒形结构，所述定位塞位于型块内表面与导柱之间；在所述导柱顶部开设有楔孔，所述楔块插装在楔孔内，楔块下表面与型块上端面顶靠接触。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545689A (zh) * 2020-04-30 2020-08-18 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种波形弹簧热固定工装
CN113909820A (zh) * 2021-10-26 2022-01-11 中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司 一种波形弹簧的加工方法
CN114226603A (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 陕西航空电气有限责任公司 一种3j21薄壁波形弹簧时效工装及波形弹簧加工方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040016278A1 (en) * 2002-07-22 2004-01-29 Exedy Corporation Method of producing a plate spring
CN2649213Y (zh) * 2003-09-23 2004-10-20 河南新飞电器有限公司 一种折弯模
CN202212467U (zh) * 2011-07-31 2012-05-09 苏州金鸿顺汽车部件股份有限公司 一种高强度汽车防撞梁的成型模具
CN102489943A (zh) * 2011-11-28 2012-06-13 贵州红林机械有限公司 制造波形弹簧的方法
CN203565734U (zh) * 2013-10-16 2014-04-30 浙江英科弹簧有限公司 波形弹簧加工系统
CN104438595A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 南京晨光集团有限责任公司 一种波形弹性元件精密塑性成型和精密热处理的方法
CN104999000A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 西安航空动力股份有限公司 一种波形弹簧的加工方法
CN106077258A (zh) * 2016-07-13 2016-11-09 苏州市虎丘区浒墅关弹簧厂 一种高耐磨波形弹簧的制备方法
CN106734780A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国南方航空工业(集团)有限公司 波纹弹簧成型毛坯、成型模具及加工方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040016278A1 (en) * 2002-07-22 2004-01-29 Exedy Corporation Method of producing a plate spring
CN2649213Y (zh) * 2003-09-23 2004-10-20 河南新飞电器有限公司 一种折弯模
CN202212467U (zh) * 2011-07-31 2012-05-09 苏州金鸿顺汽车部件股份有限公司 一种高强度汽车防撞梁的成型模具
CN102489943A (zh) * 2011-11-28 2012-06-13 贵州红林机械有限公司 制造波形弹簧的方法
CN203565734U (zh) * 2013-10-16 2014-04-30 浙江英科弹簧有限公司 波形弹簧加工系统
CN104438595A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 南京晨光集团有限责任公司 一种波形弹性元件精密塑性成型和精密热处理的方法
CN104999000A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 西安航空动力股份有限公司 一种波形弹簧的加工方法
CN106077258A (zh) * 2016-07-13 2016-11-09 苏州市虎丘区浒墅关弹簧厂 一种高耐磨波形弹簧的制备方法
CN106734780A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国南方航空工业(集团)有限公司 波纹弹簧成型毛坯、成型模具及加工方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111545689A (zh) * 2020-04-30 2020-08-18 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种波形弹簧热固定工装
CN113909820A (zh) * 2021-10-26 2022-01-11 中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司 一种波形弹簧的加工方法
CN114226603A (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 陕西航空电气有限责任公司 一种3j21薄壁波形弹簧时效工装及波形弹簧加工方法

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