CN110976745B - 一种冲头以及利用该冲头锻造环形件方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锻造技术领域，涉及一种冲头以及利用该冲头锻造环形件方法。本发明的冲头包括：夹持部、工作带和导向部，其中夹持部通过工作带与导向部连接，工作带为圆柱体，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台。环形件的锻造方法包括：对棒料进行钻孔得到坯料；对坯料进行胀孔得到环坯；对环坯进行扩孔得到环形件。本发明实现了细高筒形环形件的锻造成形，锻件组织均匀，晶粒细化，形状规则，可满足其特殊的使用性能要求，提高了该类锻件的批量生产效率。

Description

一种冲头以及利用该冲头锻造环形件方法
技术领域
本发明属于锻造技术领域，涉及一种冲头以及利用该冲头锻造环形件方法。
背景技术
细高筒形环件，按传统锻造方法需要通过镦饼、冲孔的办法得到后续扩孔需要的环坯，但此锻件具有细高的特点，且重量大，此高温合金材料的变形抗力较大，变形温度区间窄，锻造生产过程中存在手工操作控制难度大，镦冲过程中难以避免的会造成拉料引起的内、外径高度差，棱角圆角大的缺点，造成坯料端面及靠近端面的表面产生凹凸不平整，容易造成尺寸偏差，余量分布不均。从而造成后续扩孔达不到锻件最终尺寸要求。
发明内容
本发明的目的：提供一种冲头以及利用该冲头锻造环形件方法，以解决细高筒形环件由于镦冲过程中难以避免的会造成拉料引起的内、外径高度差，棱角圆角大的缺点，造成坯料端面及靠近端面的表面产生凹凸不平整，容易造成尺寸偏差，余量分布不均等缺陷所导致的报废问题。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种冲头，包括：夹持部、工作带和导向部，其中夹持部通过工作带与导向部连接，工作带为圆柱体，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台。
进一步地，工作带的厚度根据环坯的材料和高度确定。
进一步地，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台，具体包括：导向部为从与工作带的连接处向下直径以0.1mm/m的变化率逐渐变小的圆台。
第二方面，提供了一种环形件的锻造方法，所述方法适用于高径比大于1.5的环件，所述方法借助于上述冲头执行，所述方法包括：
对棒料进行钻孔得到坯料；
对坯料进行胀孔得到环坯；
对环坯进行扩孔得到环形件。
进一步地，对棒料进行钻孔得到坯料，具体包括：
对棒料进行机加钻孔得到坯料。
进一步地，对坯料进行胀孔得到环坯，具体包括：
在环坯的高度小于等于300mm的情况下，采用单向胀孔。
进一步地，对坯料进行胀孔得到环坯，具体包括：
在环坯的高度大于300mm的情况下，采用双向胀孔。
进一步地，单向胀孔，具体包括：
将冲头完全压入并通过坯料完成单向胀孔。
进一步地，双向胀孔，具体包括：
将一个冲头的工作带完全压入坯料；
将坯料翻转180°，将另一个冲头完全压入并贯穿坯料。
本发明的有益效果：
本发明实现了细高筒形环形件的锻造成形，锻件组织均匀，晶粒细化，形状规则，可满足其特殊的使用性能要求，提高了该类锻件的批量生产效率。而且提高了材料的利用率，有利于当前国家对于工业减排和低碳制造目标的实现。
附图说明
图1为根据本发明实施例的环形锻件示意图；
图2为根据本发明实施例的130mm直径冲头的剖面图；
图3为根据本发明实施例的150mm直径冲头的剖面图。
其中，夹持部1、工作带2和导向部3。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决镦冲过程中难以避免的会造成拉料引起的内、外径高度差，棱角圆角大的缺点，造成坯料端面及靠近端面的表面产生凹凸不平整，容易造成尺寸偏差，余量分布不均等缺陷所导致的报废问题，设计胀孔成型工序，依据此材料成形的特点及难点，将胀孔冲头设计成如图2所示的形状。
本发明的冲头，包括：夹持部1、工作带2和导向部3，其中夹持部通过工作带与导向部连接，工作带为圆柱体，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台。
进一步地，工作带的厚度根据环坯的材料和高度确定。
进一步地，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台，具体包括：导向部为从与工作带的连接处向下直径以0.1mm/m的变化率逐渐变小的圆台。
初期通过钻孔、胀孔得到后期扩孔需要的环坯,主要在于胀孔冲头的设计，最终通过扩孔实现此锻件的锻造成形，得到了形状尺寸及性能均合格的锻件，避免了镦饼、冲孔过程中产生的缺陷，其主要难度在于控制各火次的变形，最终得到了形状尺寸及性能均合格的锻件。锻件金属纤维随产品形状分布，组织均匀，晶粒细化，形状规则，可满足其特殊的使用性能要求。
通过钻孔、经胀孔得到需要的环坯，然后通过扩孔实现此锻件的锻造成形，得到了形状尺寸及性能均合格的锻件。
本发明的环形件的锻造方法，所述方法适用于高径比大于1.5的环件，所述方法借助于上述冲头执行，所述方法包括：
对棒料进行钻孔得到坯料；
对坯料进行胀孔得到环坯；
对环坯进行扩孔得到环形件。
进一步地，对棒料进行钻孔得到坯料，具体包括：
对棒料进行机加钻孔得到坯料。
进一步地，对坯料进行胀孔得到环坯，具体包括：
在环坯的高度小于等于300mm的情况下，采用单向胀孔。
进一步地，对坯料进行胀孔得到环坯，具体包括：
在环坯的高度大于300mm的情况下，采用双向胀孔。
进一步地，单向胀孔，具体包括：
将冲头完全压入并通过坯料完成单向胀孔。
进一步地，双向胀孔，具体包括：
将一个冲头的工作带完全压入坯料，
将坯料翻转180°，将另一个冲头完全压入并贯穿坯料。
实施例：
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明
我公司为某企业提供的一项GH99燃烧室后段，其形状为细高筒形，如图1所示，其重量大，且此高温合金材料的变形抗力较大，变形温度区间窄，锻造生产过程中存在手工操作控制难度大。其难点在于扩孔前环形毛坯的制造，此环形荒坯成型的具体工艺步骤如下：
1、将规格为φ350×520的棒料进行钻孔，钻孔后毛坯尺寸为
φ350×φ110±2×520
2、根据环坯的尺寸要求，胀形锻造2火完成，
3、锻前冲头、锤砧、工夹具接触坯料部位均应预热；
预热温度300±50℃；
4、第一火：采用φ130的胀孔冲头：由φ350×φ110±2×525采用φ130冲头2个进行双向胀孔至φ350×φ130±5×525
5、第二火:采用φ150的胀孔冲头：由φ350×φ130±5×525采用φ130冲头2个进行双向胀孔至φ350×φ150±5×525
通过胀孔得到的环坯：φ350×φ150±5×525，再通过扩孔成型实现最终成型。实现了此类细高筒形环形件的锻造成形，提高了该类锻件的批量生产效率，适于推广。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种细高筒形环形件的锻造方法，所述方法适用于高径比大于1.5的GH99燃烧室后段环件，所述方法借助于冲头执行，其特征在于，所述冲头包括：夹持部、工作带和导向部，其中夹持部通过工作带与导向部连接，工作带为圆柱体，导向部为从与工作带的连接处向下直径逐渐变小的圆台，导向部的长度大于工作带的长度，夹持部上设置有环形凹陷用于被夹持，所述夹持部的外径小于工作带的外径，导向部为从与工作带的连接处向下直径以0.1的变化率逐渐变小的圆台，工作带的厚度根据环坯的材料和高度确定，所述方法包括：
对棒料进行机加钻孔得到坯料；
利用所述冲头对坯料进行胀孔得到环坯，胀孔前对冲头预热，预热温度为300±50℃，胀形锻造2火完成，具体为：在环坯的高度小于等于300mm的情况下，采用单向胀孔，将冲头完全压入并通过坯料完成单向胀孔；在环坯的高度大于300mm的情况下，采用双向胀孔，将一个冲头的工作带完全压入坯料，将坯料翻转180°，将另一个冲头完全压入并贯穿坯料；
对环坯进行扩孔得到环形件。
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