CN111922654A - 一种带法兰的gh4169合金异形环坯制备方法及其胎模 - Google Patents

一种带法兰的gh4169合金异形环坯制备方法及其胎模 Download PDF

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卢熠
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Abstract

本发明提供的一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模，通过将异形环坯制备过程分成两个工序完成，第一步先掰形出环坯的斜面，使除端面法兰部位的其他部位成形；第二步将上端面掰形出小角度开口，避免材料向内折叠形成毛边；第三步对端面进行压制，成形端面法兰部分。该方法将原来的斜面与法兰同时成形改成环坯斜面与法兰分开成形，不仅降低了制坯所需设备吨位，还能在相同吨位设备下获得更好的成形效果。

Description

一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模
技术领域
本发明涉及一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模。
背景技术
对于带法兰的GH4169合金机匣类异形环件，其在最终轧制前大多需要通过制坯工序制备出异形环坯，再将异形环坯进行轧制获得异形环件。传统工艺在异形环坯制备时，通常是通过冲头成形环坯斜面的同时压制出端面法兰，此种制坯方法存在以下几个缺点：
1、要求环坯斜面掰形与法兰填充同时成形，会产生较大的变形抗力，需要吨位较大的锻压设备进行成形。
2、受锻压设备吨位限制，端面法兰的填充效果较差，填充不满型腔，同时可能造成尺寸超差。
3、在压制过程中，法兰端经常产生材料向内折叠形成毛边，阻碍了上砧向下运动，影响环坯法兰部位的材料填充法兰型腔，造成法兰填充不满。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模，包括以下步骤：
1制备矩形环坯：
将GH4169合金棒按要求锯切，将锯切好的板车加热至1040℃～1060℃保温后对棒材进行镦粗、冲孔、扩孔；
2初坯加工：
将矩形环坯加热至1000℃～1020℃，保温后放入胎模中，压机带动上砧对冲头施加大小为F1的压力，使冲头压入矩形环坯中至冲头与下砧接触获得初坯；
3中坯加工：
将初坯加热至1000℃～1020℃，保温并将压机上砧更换为角度砧，在角度砧下安装角度冲头，保温结束后将初坯放入胎模中，再将角度冲头放入初坯中，在压机带动下，角度砧对角度冲头施加大小为 F2的压力，使角度冲头压入初坯中直至角度冲头与初坯上端面持平，初坯上端受力膨胀，获得上端与轴线形成一定夹角的中坯。
3加工环坯法兰型腔：
将中坯加热至1000℃～1020℃，保温并将角度冲头更换为冲头，保温结束后将中坯放入胎模中，再将冲头放入中坯中，压机带动角度砧对冲头施加大小为F3的压力，使冲头接触下砧获得终坯。
所述保温的时间均为60min～180min。
所述F1的大小为5000～6000T。
所述F2的大小为1000～2000T。
所述F3的大小为4000～5000T。
一种GH4169合金异形环坯制备胎模；所述胎模安装在压机的下砧上，胎模的外壁为圆柱型，胎模内加工有与零件匹配的型腔。
所述型腔包括法兰模、曲面模、开口模，开口模、曲面模、法兰模按照直径大到小依次加工在胎模内。
所述开口模为圆弧面。
所述曲面模为盆型。
所述法兰模为大于开口模的圆弧面。
本发明的有益效果在于：通过将异形环坯制备过程分成两个工序完成，第一步先掰形出环坯的斜面，使除端面法兰部位的其他部位成形；第二步将上端面掰形出小角度开口，避免材料向内折叠形成毛边；第三步对端面进行压制，成形端面法兰部分。该方法将原来的斜面与法兰同时成形改成环坯斜面与法兰分开成形，不仅降低了制坯所需设备吨位，还能在相同吨位设备下获得更好的成形效果。
附图说明
图1～2是本发明初坯成型加工结构示意图；
图3～4是本发明的中坯上端夹角加工结构示意图；
图5是本发明的中坯结构示意图；
图6～7本发明终坯结构成型结构示意图；
图8是本发明的终坯结构示意图；
图9是本发明的胎模结构示意图；
图中：1-矩形环坯，2-胎模，21-法兰模，22-曲面模，23-开口模， 3-上砧，4-冲头，5-下砧，6-初坯，7-角度砧，8-角度冲头，9-中坯， 10-终坯。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法及其胎模，包括以下步骤：
1制备矩形环坯：
将GH4169合金棒按要求锯切，将锯切好的棒材加热至1040℃～1060℃保温后对棒材进行镦粗、冲孔、扩孔；
2初坯加工：
将矩形环坯加热至1000℃～1020℃，保温后放入胎模2中，压机带动上砧3对冲头4施加大小为F1的压力，使冲头4压入矩形环坯1中至冲头4与下砧接触获得初坯6；
3中坯加工：
将初坯6加热至1000℃～1020℃，保温并将压机上砧3更换为角度砧7，在角度砧7下安装角度冲头8，保温结束后将初坯6放入胎模2中，再将角度冲头8放入初坯6中，在压机带动下，角度砧7对角度冲头8 施加大小为F2的压力，使角度冲头8压入初坯6中直至角度冲头8与初坯6上端面持平，初坯6上端受力膨胀，获得上端与轴线形成一定夹角的中坯9。
3加工环坯法兰型腔：
将中坯9加热至1000℃～1020℃，保温并将角度冲头8更换为冲头 4，保温结束后将中坯9放入胎模2中，再将冲头4放入中坯9中，压机带动角度砧7对冲头4施加大小为F3的压力，使冲头4接触下砧获得终坯10。
所述保温的时间均为60min～180min。
所述F1的大小为5000～6000T。
所述F2的大小为1000～2000T。
所述F3的大小为4000～5000T。
一种GH4169合金异形环坯制备胎模；所述胎模2安装在压机的下砧5上，胎模2的外壁为圆柱型，胎模2内加工有与零件匹配的型腔。
所述型腔包括法兰模21、曲面模22、开口模23，开口模23、曲面模22、法兰模21按照直径大到小依次加工在胎模2内。
所述开口模23为圆弧面。
所述曲面模22为盆型。
所述法兰模21为大于开口模23的圆弧面。
本发明通过将异形环坯制备过程分成两个工序完成，第一步先掰形出环坯的斜面，使除端面法兰部位的其他部位成形；第二步将上端面掰形出小角度开口，避免材料向内折叠形成毛边；第三步对端面进行压制，成形端面法兰部分。该方法将原来的斜面与法兰同时成形改成环坯斜面与法兰分开成形，不仅降低了制坯所需设备吨位，还能在相同吨位设备下获得更好的成形效果。
实施例1：异形环坯，通过以下步骤加工：
1制备矩形环坯：
将GH4169合金棒按要求锯切，将锯切好的板车加热至1010℃保温后对棒材进行镦粗、冲孔、扩孔；
2初坯加工：
将矩形环坯加热至1010℃，保温后放入胎模2中，压机带动上砧3 对冲头4施加大小为F1的压力，使冲头4压入矩形环坯1中至冲头4与下砧接触获得初坯6；
3中坯加工：
将初坯6加热至1010℃，保温并将压机上砧3更换为角度砧7，在角度砧7下安装角度冲头8，保温结束后将初坯6放入胎模2中，再将角度冲头8放入初坯6中，在压机带动下，角度砧7对角度冲头8施加大小为F2的压力，使角度冲头8压入初坯6中直至角度冲头8与初坯6上端面持平，初坯6上端受力膨胀，获得上端与轴线形成一定夹角的中坯9。
3加工环坯法兰型腔：
将中坯9加热至1010℃，保温并将角度冲头8更换为冲头4，保温结束后将中坯9放入胎模2中，再将冲头4放入中坯9中，压机带动角度砧7对冲头4施加大小为F3的压力，使冲头4接触下砧获得终坯10。
所述保温的时间均为90min。
所述F1的大小为5500T。
所述F2的大小为1500T。
所述F3的大小为4500T。
加工出的环坯无毛边。
实施例2：通过步骤制备异形环坯：
1制备矩形环坯：
将GH4169合金棒按要求锯切，将锯切好的板车加热至1040℃～1060℃保温后对棒材进行镦粗、冲孔、扩孔；
2初坯加工：
将矩形环坯加热至1000℃～1020℃，保温后放入胎模2中，压机带动上砧3对冲头4施加大小为F1的压力，使冲头4压入矩形环坯1中至冲头4与下砧接触获得初坯6；
3中坯加工：
将初坯6加热至1020℃，保温并将压机上砧3更换为角度砧7，在角度砧7下安装角度冲头8，保温结束后将初坯6放入胎模2中，再将角度冲头8放入初坯6中，在压机带动下，角度砧7对角度冲头8施加大小为F2的压力，使角度冲头8压入初坯6中直至角度冲头8与初坯6上端面持平，初坯6上端受力膨胀，获得上端与轴线形成一定夹角的中坯9。
3加工环坯法兰型腔：
将中坯9加热至1020℃，保温并将角度冲头8更换为冲头4，保温结束后将中坯9放入胎模2中，再将冲头4放入中坯9中，压机带动角度砧7对冲头4施加大小为F3的压力，使冲头4接触下砧获得终坯10。
所述保温的时间均为130min。
所述F1的大小为6000T。
所述F2的大小为2000T。
所述F3的大小为5000T。
制备出的环坯无毛边。

Claims (10)

1.一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法，包括以下步骤：
1)制备矩形环坯：
将GH4169合金棒按要求锯切，将锯切好的棒材加热至1040℃～1060℃保温后对棒材进行镦粗、冲孔、扩孔；
2)初坯加工：
将矩形环坯加热至1000℃～1020℃，保温后放入胎模(2)中，压机带动上砧(3)对冲头(4)施加大小为F1的压力，使冲头(4)压入矩形环坯(1)中至冲头(4)与下砧接触获得初坯(6)；
3)中坯加工：
将初坯(6)加热至1000℃～1020℃，保温并将压机上砧(3)更换为角度砧(7)，在角度砧(7)下安装角度冲头(8)，保温结束后将初坯(6)放入胎模(2)中，再将角度冲头(8)放入初坯(6)中，在压机带动下，角度砧(7)对角度冲头(8)施加大小为F2的压力，使角度冲头(8)压入初坯(6)中直至角度冲头(8)与初坯(6)上端面持平，初坯(6)上端受力膨胀，获得上端与轴线形成一定夹角的中坯(9)。
4)加工环坯法兰型腔：
将中坯(9)加热至1000℃～1020℃，保温并将角度冲头(8)更换为冲头(4)，保温结束后将中坯(9)放入胎模(2)中，再将冲头(4)放入中坯(9)中，压机带动角度砧(7)对冲头(4)施加大小为F3的压力，使冲头(4)接触下砧获得终坯(10)。
2.如权利要求1所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法，其特征在于：所述保温的时间均为60min～180min。
3.如权利要求1所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法，其特征在于：所述F1的大小为5000～6000T。
4.如权利要求1所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法，其特征在于：所述F2的大小为1000～2000T。
5.如权利要求1所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备方法，其特征在于：所述F3的大小为4000～5000T。
6.一种带法兰的GH4169合金异形环坯制备胎模，其特征在于：所述胎模(2)安装在压机的下砧(5)上，胎模(2)的外壁为圆柱型，胎模(2)内加工有与零件匹配的型腔。
7.如权利要求6所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备胎模，其特征在于：所述型腔包括法兰模(21)、曲面模(22)、开口模(23)，开口模(23)、曲面模(22)、法兰模(21)按照直径大到小依次加工在胎模(2)内。
8.如权利要求7所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备胎模，其特征在于：所述开口模(23)为圆弧面。
9.如权利要求7所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备胎模，其特征在于：所述曲面模(22)为盆型。
10.如权利要求7所述的带法兰的GH4169合金异形环坯制备胎模，其特征在于：所述法兰模(21)为大于开口模(23)的圆弧面。
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