CN116871345A - 一种小型异种合金反挤压成型方法 - Google Patents
一种小型异种合金反挤压成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116871345A CN116871345A CN202311145266.0A CN202311145266A CN116871345A CN 116871345 A CN116871345 A CN 116871345A CN 202311145266 A CN202311145266 A CN 202311145266A CN 116871345 A CN116871345 A CN 116871345A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- punch
- titanium alloy
- lubricant
- hole
- dissimilar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims abstract description 97
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 31
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 25
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 12
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/32—Lubrication of metal being extruded or of dies, or the like, e.g. physical state of lubricant, location where lubricant is applied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C26/00—Rams or plungers; Discs therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明公开了一种小型异种合金反挤压成型方法，涉及与基本无切削金属加工有关的辅助加工技术领域，包括以下步骤：S1、坯料预处理；S2、冲头改造；S3、坯料加热；S4、反挤压顶锻：在向放置孔内部加入润滑剂时采用注入组件；S5、反挤压顶锻件后处理。本发明通过对冲头进行改造，在冲头前端加工出一段缩径段，避免了在反挤压过程中因为冲头高径比过大，反挤压过程中摩擦力太大而发生冲头断裂的现象，同时配合盲孔的位置能够进一步提高异种钛合金坯料反挤压的成功率，减小了偏心现象的发生，能够应用于军工行业以及航空航天中，性能优异，能够在高强度环境下连续使用，尤其是应用于前半段强度要求高，后半段强度要求低的零部件使用环境中。
Description
技术领域
本发明涉及与基本无切削金属加工有关的辅助加工技术领域，具体是涉及一种小型异种合金反挤压成型方法。
背景技术
反挤压是一种常见的金属挤压加工方式，它可以将金属材料挤压成各种形状的产品，如内腔管材、内腔棒材等。它是通过将金属材料通过顶锻机的模具中心孔，由模具的冲头向内挤压成型。反挤压的优点在于成型精度高、成型效果好等。但是，反挤压也存在一些缺点，如成型速度慢、成型难度大等。
此外，在反挤压过程中，尤其是在进行异种合金的反挤压时，由于异种合金前后硬度等参数差异，顶锻机的冲头容易直接在尾部断裂，断裂在坯料中的冲头也发生了偏心，经过现场分析确定，在反挤压过程中，现有的顶锻机的冲头因为高径比通常较大，反挤压过程中摩擦力太大，同时在没有对异种合金坯料采取打盲孔等预防偏心的前提下，最终容易导致冲头断裂并发生偏心，冲头的高断裂率也严重影响了工件质量，以及耽误工期，带来了经济损失。
专利CN110479787A公开了一种α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法，其步骤为：把按规格下料的该合金棒料加热到相变点以下20～80℃后装入预热至200～300℃的制坯模具进行对中制坯，得到上端面带有圆形定位肓孔的坯料；再把所述坯料加热到相变点以下20～80℃后装进预热至200～300℃的挤压模具进行对中装模；启动压力机向下压挤压模具的凸模使其挤压头沿着坯料上端面的定位肓孔以85～95mm/s的速度向下快速挤压坯料到坯料高度的三分之一处距离，所述坯料被挤压出具有一定深度的导向定位孔，再使所述挤压头沿着所述导向定位孔以35～45mm/s的速度慢慢挤压坯料直到挤压模具的凸模与凹模完全合模，所述坯料被反挤压成壳体锻件。该方法主要用于航空壳体类锻件的制造。可以看出，该方法虽然能够提高锻件的质量，但仍存在上述冲头断裂并发生偏心的问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种小型异种合金反挤压成型方法。
本发明的技术方案是：
一种小型异种合金反挤压成型方法，包括以下步骤：
S1、坯料预处理：取长度为1X~1.5Xcm的异种钛合金坯料，对其表面进行清洗吹扫去除油污，将异种钛合金坯料置于电加热炉中于120～150℃下保温加热10～20min，取出后在异种钛合金坯料的全部外表面均匀喷涂玻璃润滑剂，静置备用；
S2、冲头改造：取反挤压成型需要用的冲头，冲头包括主体和冲压段，所述冲压段总长度为X，冲压段最前端设有长度为1/5X~1/4Xcm的冲压头部，对冲压段从后往前加工出一段长度为7/10X~15/20Xcm的缩径段，所述缩径段的半径相对于冲压段的半径缩小了1/400X~1/380Xcm，得到改造后的冲头；
S3、坯料加热：将步骤S1中得到的预处理后的异种钛合金坯料置于电加热炉中于980℃下保温加热30~60min；
S4、反挤压顶锻：将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至模具的放置孔中，采用步骤S2中改造后的冲头进行反挤压顶锻，通过顶锻机进送冲头，首先在异种钛合金坯料的顶锻端面挤压出一个深度为1/8X~1/6Xcm的盲孔，随后回退冲头，2~3s后再次进送冲头在所述盲孔位置处按照设计尺寸进行反挤压顶锻，同时向放置孔内部加入润滑剂，完成后回退冲头，得到反挤压顶锻件；
S5、反挤压顶锻件后处理：将多个步骤S3中得到的反挤压顶锻件置于料盘上，散开放置并通过空气冷却使其降温至常温，随后吹砂清除反挤压顶锻件表面氧化皮，再将反挤压顶锻件表面打磨，清理表面折叠、裂纹，再次进行吹砂处理，随后将反挤压顶锻件置于电加热炉中于930℃下保温加热30~60min，取出后冷却至室温，再次打磨后得到反挤压成型件。
进一步地，所述步骤S1中异种钛合金坯料为异种钛合金TC4-TC11。
说明：优选该异种钛合金制备的反挤压成型件能够应用于军工行业以及航空航天中，性能优异，能够在高强度环境下连续使用，尤其是应用于前半段强度要求高，后半段强度要求低的零部件使用环境中。
进一步地，所述步骤S1中玻璃润滑剂的喷涂厚度为0.5~2mm。
进一步地，所述步骤S3中首先以20~30℃/min的升温速度将电加热炉升温至850~950℃，随后将异种钛合金坯料放入电加热炉中，再以15~20℃/min的升温速度升温至980℃。
说明：通过加热使异种钛合金坯料达到反挤压的锻造要求。
进一步地，所述步骤S4中，将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至磨具的放置孔内的时间不超过10s，异种钛合金坯料的顶锻端面温度为850~860℃。
说明：通过限制其转移时间避免温度下降过快而影响后续的反挤压顶锻效果。
进一步地，所述步骤S5中再次打磨后得到反挤压成型件的表面粗糙度不大于3.2μm。
进一步地，所述步骤S4中采用注入组件向放置孔内部加入润滑剂，所述注入组件包括两个对称设置的环型卡接块，两个所述环型卡接块各自通过一个升降机控制升降，环型卡接块底部设有与所述放置孔顶部对接的台阶面，环型卡接块内部设有一个导流孔，其中一个环型卡接块的所述导流孔顶部通过进液管与用于泵送润滑剂的第一导流泵连接，另一个环型卡接块的导流孔顶部通过出液管与用于吸取润滑剂的第二导流泵连接，环型卡接块内侧壁设有密封胶套。
说明：通过注入组件的设置能够将润滑剂注入到放置孔内，用于对缩径段与异种钛合金坯料之间起到润滑作用，有利于冲头的进送以及减小异种钛合金坯料与重头之间的摩擦力，同时保持异种钛合金坯料的挤压面光滑平整。
更进一步地，所述步骤S4中向放置孔内部加入润滑剂的具体步骤为：当再次进送冲头时冲头完全进入放置孔内部后立即通过两个所述升降机将两个所述环型卡接块与放置孔顶部卡接，冲头的缩径段与两个环型卡接块内部的密封胶套滑动且密封连接，控制第一导流泵向放置孔内注入润滑剂，使润滑剂在0.5~1s内充满放置孔内部空间且在冲头进送过程中始终保持润滑剂充满放置孔内部空间，当回退冲头时首先通过开启第二导流泵吸取放置孔内部润滑剂，吸取时间为0.5~1s，随后通过两个升降机将两个环型卡接块与放置孔顶部移开，冲头进送时长为3~6s，冲头在异种钛合金坯料内底部停留时间为0.2~0.4s，冲头回退时长为3~6s。
说明：通过进一步限定注入组件的使用方法能够使注入润滑剂的过程与反挤压的过程相互契合，实现自动化连续生产的目的。
进一步地，所述润滑剂为TO-12或Ti-1200。
说明：通过优选润滑剂的种类使其能够达到异种钛合金坯料反挤压的施工条件。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的一种小型异种合金反挤压成型方法通过对冲头进行改造，在冲头前端加工出一段缩径段，避免了在反挤压过程中因为冲头高径比过大，反挤压过程中摩擦力太大而发生冲头断裂的现象，同时配合盲孔的位置能够进一步提高异种钛合金坯料反挤压的成功率，减小了偏心现象的发生，并且优选本发明中的异种钛合金制备的反挤压成型件能够应用于军工行业以及航空航天中，性能优异，能够在高强度环境下连续使用，尤其是应用于前半段强度要求高，后半段强度要求低的零部件使用环境中；
（2）本发明的一种小型异种合金反挤压成型方法通过注入组件的设置能够将润滑剂注入到放置孔内，用于对缩径段与异种钛合金坯料之间起到润滑作用，有利于冲头的进送以及减小异种钛合金坯料与重头之间的摩擦力，同时保持异种钛合金坯料的挤压面光滑平整，通过进一步限定注入组件的使用方法能够使注入润滑剂的过程与反挤压的过程相互契合，实现自动化连续生产的目的。
附图说明
图1是本发明的步骤S4中挤压盲孔的示意图；
图2是本发明的步骤S4中注入组件的放置示意图；
图3是本发明的注入组件结构示意图；
图4是本发明的两个环型卡接块对接时的俯视图；
图5是本发明的方法制备得到的反挤压成型件示意图。
其中，1-主体，11-冲压段，12-缩径段，2-模具，21-放置孔，3-环型卡接块，31-台阶面，32-导流孔，33-密封胶套，4-升降机，5-进液管，51-第一导流泵，6-出液管，61-第二导流泵。
具体实施方式
实施例1：一种小型异种合金反挤压成型方法，包括以下步骤：
S1、坯料预处理：取长度为1.2Xcm的异种钛合金坯料，异种钛合金坯料为异种钛合金TC4-TC11，对其表面进行清洗吹扫去除油污，将异种钛合金坯料置于电加热炉中于135℃下保温加热15min，取出后在异种钛合金坯料的全部外表面均匀喷涂玻璃润滑剂，玻璃润滑剂的喷涂厚度为1mm，静置备用；
S2、冲头改造：取反挤压成型需要用的冲头，冲头包括主体1和冲压段11，冲压段11总长度为X，冲压段11最前端设有长度为1/4Xcm的冲压头部，对冲压段11从后往前加工出一段长度为15/20Xcm的缩径段12，缩径段12的半径相对于冲压段11的半径缩小了1/390Xcm，得到改造后的冲头；
S3、坯料加热：将步骤S1中得到的预处理后的异种钛合金坯料置于电加热炉中于980℃下保温加热45min，首先以25℃/min的升温速度将电加热炉升温至900℃，随后将异种钛合金坯料放入电加热炉中，再以18℃/min的升温速度升温至980℃；
S4、反挤压顶锻：将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至模具2的放置孔21中，将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至磨具的放置孔21内的时间为8s，异种钛合金坯料的顶锻端面温度为855℃，采用步骤S2中改造后的冲头进行反挤压顶锻，通过顶锻机进送冲头，首先在异种钛合金坯料的顶锻端面挤压出一个深度为1/7Xcm的盲孔，随后回退冲头，2.5s后再次进送冲头在盲孔位置处按照设计尺寸进行反挤压顶锻，同时向放置孔21内部直接滴加润滑剂，完成后回退冲头，得到反挤压顶锻件；
S5、反挤压顶锻件后处理：将多个步骤S3中得到的反挤压顶锻件置于料盘上，散开放置并通过空气冷却使其降温至常温，随后吹砂清除反挤压顶锻件表面氧化皮，再将反挤压顶锻件表面打磨，清理表面折叠、裂纹，再次进行吹砂处理，随后将反挤压顶锻件置于电加热炉中于930℃下保温加热40min，取出后冷却至室温，再次打磨后得到反挤压成型件，再次打磨后得到反挤压成型件的表面粗糙度为2.8μm。
实施例2：本实施例与实施例1不同之处在于：具体参数选择不同。
S1、坯料预处理：取长度为Xcm的异种钛合金坯料，异种钛合金坯料为异种钛合金TC4-TC11，对其表面进行清洗吹扫去除油污，将异种钛合金坯料置于电加热炉中于120℃下保温加热10min，取出后在异种钛合金坯料的全部外表面均匀喷涂玻璃润滑剂，玻璃润滑剂的喷涂厚度为0.5mm，静置备用；
S2、冲头改造：取反挤压成型需要用的冲头，冲头包括主体1和冲压段11，冲压段11总长度为X，冲压段11最前端设有长度为1/5Xcm的冲压头部，对冲压段11从后往前加工出一段长度为7/10Xcm的缩径段12，缩径段12的半径相对于冲压段11的半径缩小了1/400Xcm，得到改造后的冲头；
S3、坯料加热：将步骤S1中得到的预处理后的异种钛合金坯料置于电加热炉中于980℃下保温加热30min，首先以20℃/min的升温速度将电加热炉升温至850℃，随后将异种钛合金坯料放入电加热炉中，再以15℃/min的升温速度升温至980℃；
S4、反挤压顶锻：将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至模具2的放置孔21中，将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至磨具的放置孔21内的时间为10s，异种钛合金坯料的顶锻端面温度为850℃，采用步骤S2中改造后的冲头进行反挤压顶锻，通过顶锻机进送冲头，首先在异种钛合金坯料的顶锻端面挤压出一个深度为1/8Xcm的盲孔，随后回退冲头，2s后再次进送冲头在盲孔位置处按照设计尺寸进行反挤压顶锻，同时向放置孔21内部加入润滑剂，完成后回退冲头，得到反挤压顶锻件；
S5、反挤压顶锻件后处理：将反挤压顶锻件置于电加热炉中于930℃下保温加热30min。
实施例3：本实施例与实施例1不同之处在于：具体参数选择不同。
S1、坯料预处理：取长度为1.5Xcm的异种钛合金坯料，异种钛合金坯料为异种钛合金TC4-TC11，对其表面进行清洗吹扫去除油污，将异种钛合金坯料置于电加热炉中于150℃下保温加热20min，取出后在异种钛合金坯料的全部外表面均匀喷涂玻璃润滑剂，玻璃润滑剂的喷涂厚度为2mm，静置备用；
S2、冲头改造：取反挤压成型需要用的冲头，冲头包括主体1和冲压段11，冲压段11总长度为X，冲压段11最前端设有长度为1/4Xcm的冲压头部，对冲压段11从后往前加工出一段长度为15/20Xcm的缩径段12，缩径段12的半径相对于冲压段11的半径缩小了1/380Xcm，得到改造后的冲头；
S3、坯料加热：将步骤S1中得到的预处理后的异种钛合金坯料置于电加热炉中于980℃下保温加热60min，首先以30℃/min的升温速度将电加热炉升温至950℃，随后将异种钛合金坯料放入电加热炉中，再以20℃/min的升温速度升温至980℃；
S4、反挤压顶锻：将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至模具2的放置孔21中，将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至磨具的放置孔21内的时间为5s，异种钛合金坯料的顶锻端面温度为860℃，采用步骤S2中改造后的冲头进行反挤压顶锻，通过顶锻机进送冲头，首先在异种钛合金坯料的顶锻端面挤压出一个深度为1/6Xcm的盲孔，随后回退冲头，3s后再次进送冲头在盲孔位置处按照设计尺寸进行反挤压顶锻，同时向放置孔21内部加入润滑剂，完成后回退冲头，得到反挤压顶锻件；
S5、反挤压顶锻件后处理：将反挤压顶锻件置于电加热炉中于930℃下保温加热60min。
实施例4：本实施例是对实施例1中的润滑剂的加入方式做了进一步改进，步骤S4中采用注入组件向放置孔21内部加入润滑剂，注入组件包括两个对称设置的环型卡接块3，两个环型卡接块3各自通过一个升降机4控制升降，环型卡接块3底部设有与放置孔21顶部对接的台阶面31，环型卡接块3内部设有一个导流孔32，其中一个环型卡接块3的导流孔32顶部通过进液管5与用于泵送润滑剂的第一导流泵51连接，另一个环型卡接块3的导流孔32顶部通过出液管6与用于吸取润滑剂的第二导流泵61连接，环型卡接块3内侧壁设有密封胶套33；
步骤S4中向放置孔21内部加入润滑剂的具体步骤为：当再次进送冲头时冲头完全进入放置孔21内部后立即通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部卡接，冲头的缩径段12与两个环型卡接块3内部的密封胶套33滑动且密封连接，控制第一导流泵51向放置孔21内注入润滑剂，使润滑剂在0.75s内充满放置孔21内部空间且在冲头进送过程中始终保持润滑剂充满放置孔21内部空间，当回退冲头时首先通过开启第二导流泵61吸取放置孔21内部润滑剂，吸取时间为0.75s，随后通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部移开，冲头进送时长为4s，冲头在异种钛合金坯料内底部停留时间为0.3s，冲头回退时长为4s，润滑剂为TO-12。
实施例5：本实施例与实施例4不同之处在于：
步骤S4中向放置孔21内部加入润滑剂的具体步骤为：当再次进送冲头时冲头完全进入放置孔21内部后立即通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部卡接，冲头的缩径段12与两个环型卡接块3内部的密封胶套33滑动且密封连接，控制第一导流泵51向放置孔21内注入润滑剂，使润滑剂在0.5s内充满放置孔21内部空间且在冲头进送过程中始终保持润滑剂充满放置孔21内部空间，当回退冲头时首先通过开启第二导流泵61吸取放置孔21内部润滑剂，吸取时间为0.5s，随后通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部移开，冲头进送时长为3s，冲头在异种钛合金坯料内底部停留时间为0.2s，冲头回退时长为3s，润滑剂为TO-12。
实施例6：本实施例与实施例4不同之处在于：
步骤S4中向放置孔21内部加入润滑剂的具体步骤为：当再次进送冲头时冲头完全进入放置孔21内部后立即通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部卡接，冲头的缩径段12与两个环型卡接块3内部的密封胶套33滑动且密封连接，控制第一导流泵51向放置孔21内注入润滑剂，使润滑剂在1s内充满放置孔21内部空间且在冲头进送过程中始终保持润滑剂充满放置孔21内部空间，当回退冲头时首先通过开启第二导流泵61吸取放置孔21内部润滑剂，吸取时间为1s，随后通过两个升降机4将两个环型卡接块3与放置孔21顶部移开，冲头进送时长为6s，冲头在异种钛合金坯料内底部停留时间为0.4s，冲头回退时长为6s，润滑剂为Ti-1200。
实验例：以实施例2中的参数为例，异种钛合金坯料的长度为20cm，缩径段12的半径缩小了0.5mm，对最终得到的反挤压成型件异种钛合金TC4-TC11的性能进行检测，结果显示其前半段硬度为361HB，后半段硬度为343HB，符合使用标准；
同时对多个采用了本发明实施例4中方法以及注入组件后的零件制备成功率进行检测，同时与对比例1和2进行对比，3者均采用了材料为GH4169的冲头，发现在100个工件中成功率达到了100%，没有出现冲头断裂的现象发生，也未发生工件偏心的现象；
在对比例1中则是没有采用本发明实施例4的注入组件，在100个工件中成功率达到98%，未出现冲头断裂的情况，而出现了两组工件偏心的情况；
在对比例2中则是采用了常规冲头，没有采用对冲头进行缩径段处理，结果显示在100个工件中成功率达到92%，其中5个工件出现了冲头断裂的情况，3个工件发生了偏心；由此可以看出，同时采用本发明的方法以及注入组件对于反挤压成型具有很大提升，可使成功率达到100%。
Claims (9)
1.一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、坯料预处理：取长度为1X~1.5Xcm的异种钛合金坯料，对其表面进行清洗吹扫去除油污，将异种钛合金坯料置于电加热炉中于120～150℃下保温加热10～20min，取出后在异种钛合金坯料的全部外表面均匀喷涂玻璃润滑剂，静置备用；
S2、冲头改造：取反挤压成型需要用的冲头，冲头包括主体（1）和冲压段（11），所述冲压段（11）总长度为X，冲压段（11）最前端设有长度为1/5X~1/4Xcm的冲压头部，对冲压段（11）从后往前加工出一段长度为7/10X~15/20Xcm的缩径段（12），所述缩径段（12）的半径相对于冲压段（11）的半径缩小了1/400X~1/380Xcm，得到改造后的冲头；
S3、坯料加热：将步骤S1中得到的预处理后的异种钛合金坯料置于电加热炉中于980℃下保温加热30~60min；
S4、反挤压顶锻：将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至模具（2）的放置孔（21）中，采用步骤S2中改造后的冲头进行反挤压顶锻，通过顶锻机进送冲头，首先在异种钛合金坯料的顶锻端面挤压出一个深度为1/8X~1/6Xcm的盲孔，随后回退冲头，2~3s后再次进送冲头在所述盲孔位置处按照设计尺寸进行反挤压顶锻，同时向放置孔（21）内部加入润滑剂，完成后回退冲头，得到反挤压顶锻件；
S5、反挤压顶锻件后处理：将多个步骤S3中得到的反挤压顶锻件置于料盘上，散开放置并通过空气冷却使其降温至常温，随后吹砂清除反挤压顶锻件表面氧化皮，再将反挤压顶锻件表面打磨，清理表面折叠、裂纹，再次进行吹砂处理，随后将反挤压顶锻件置于电加热炉中于930℃下保温加热30~60min，取出后冷却至室温，再次打磨后得到反挤压成型件。
2.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S1中异种钛合金坯料为异种钛合金TC4-TC11。
3.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S1中玻璃润滑剂的喷涂厚度为0.5~2mm。
4.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S3中首先以20~30℃/min的升温速度将电加热炉升温至850~950℃，随后将异种钛合金坯料放入电加热炉中，再以15~20℃/min的升温速度升温至980℃。
5.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S4中，将步骤S3中加热后的异种钛合金坯料取出并转移至磨具的放置孔（21）内的时间不超过10s，异种钛合金坯料的顶锻端面温度为850~860℃。
6.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S5中再次打磨后得到反挤压成型件的表面粗糙度不大于3.2μm。
7.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S4中采用注入组件向放置孔（21）内部加入润滑剂，所述注入组件包括两个对称设置的环型卡接块（3），两个所述环型卡接块（3）各自通过一个升降机（4）控制升降，环型卡接块（3）底部设有与所述放置孔（21）顶部对接的台阶面（31），环型卡接块（3）内部设有一个导流孔（32），其中一个环型卡接块（3）的所述导流孔（32）顶部通过进液管（5）与用于泵送润滑剂的第一导流泵（51）连接，另一个环型卡接块（3）的导流孔（32）顶部通过出液管（6）与用于吸取润滑剂的第二导流泵（61）连接，环型卡接块（3）内侧壁设有密封胶套（33）。
8.根据权利要求7所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述步骤S4中向放置孔（21）内部加入润滑剂的具体步骤为：当再次进送冲头时冲头完全进入放置孔（21）内部后立即通过两个所述升降机（4）将两个所述环型卡接块（3）与放置孔（21）顶部卡接，冲头的缩径段（12）与两个环型卡接块（3）内部的密封胶套（33）滑动且密封连接，控制第一导流泵（51）向放置孔（21）内注入润滑剂，使润滑剂在0.5~1s内充满放置孔（21）内部空间且在冲头进送过程中始终保持润滑剂充满放置孔（21）内部空间，当回退冲头时首先通过开启第二导流泵（61）吸取放置孔（21）内部润滑剂，吸取时间为0.5~1s，随后通过两个升降机（4）将两个环型卡接块（3）与放置孔（21）顶部移开，冲头进送时长为3~6s，冲头在异种钛合金坯料内底部停留时间为0.2~0.4s，冲头回退时长为3~6s。
9.根据权利要求1所述的一种小型异种合金反挤压成型方法，其特征在于，所述润滑剂为TO-12或Ti-1200。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311145266.0A CN116871345B (zh) | 2023-09-06 | 2023-09-06 | 一种小型异种合金反挤压成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311145266.0A CN116871345B (zh) | 2023-09-06 | 2023-09-06 | 一种小型异种合金反挤压成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116871345A true CN116871345A (zh) | 2023-10-13 |
| CN116871345B CN116871345B (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88262520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311145266.0A Active CN116871345B (zh) | 2023-09-06 | 2023-09-06 | 一种小型异种合金反挤压成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116871345B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117583465A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 山东承泽电气科技有限公司 | 一种自动化的热浸镀锌桥架冲压成型装置 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU565765A1 (ru) * | 1972-06-23 | 1977-07-25 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения | Способ штамповки полых изделий |
| GB1521390A (en) * | 1975-12-29 | 1978-08-16 | Kennametal Inc | Extrusion punch and an end cap therefor |
| GB2067944A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-05 | Centry Aluminium Co Ltd | Extrusion process |
| JPS5868420A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 押出品の製造方法 |
| JP2001259730A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-09-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ダミーブロック及び該ダミーブロックを使用する金属の押出方法 |
| CN1366678A (zh) * | 2000-04-25 | 2002-08-28 | 三菱重工业株式会社 | 放射性物质存储容器、放射性物质存储容器的制造装置及制造方法 |
| CN202638924U (zh) * | 2012-05-10 | 2013-01-02 | 昆山永年先进制造技术有限公司 | 反挤压模具 |
| CN103071743A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-01 | 西部钛业有限责任公司 | 一种tc11钛合金小孔径厚壁筒形件的制备方法 |
| US20130333813A1 (en) * | 2010-12-20 | 2013-12-19 | Showa Denko K.K. | Punch for cold backward extrusion forging |
| CN106862290A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 中北大学 | 一种杯形件反挤压成形装置及成形方法 |
| US20180259309A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | National Machinery Llc | Long cartridge case |
| CN110202019A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 | 一种双金属管坯的制备方法及其制备模具 |
| CN110479787A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-11-22 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法 |
| CN113976789A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-28 | 贵州航宇科技发展股份有限公司 | 一种带内外法兰结构的钛合金薄壁超大锥角异形环锻件空心缩径挤压成形工艺方法 |
| CN114523061A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 上海电机学院 | 高压容器单层厚壁筒体的分段式挤压成形方法及容器 |
-
2023
- 2023-09-06 CN CN202311145266.0A patent/CN116871345B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU565765A1 (ru) * | 1972-06-23 | 1977-07-25 | Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения | Способ штамповки полых изделий |
| GB1521390A (en) * | 1975-12-29 | 1978-08-16 | Kennametal Inc | Extrusion punch and an end cap therefor |
| GB2067944A (en) * | 1980-01-26 | 1981-08-05 | Centry Aluminium Co Ltd | Extrusion process |
| JPS5868420A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 押出品の製造方法 |
| JP2001259730A (ja) * | 2000-03-15 | 2001-09-25 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | ダミーブロック及び該ダミーブロックを使用する金属の押出方法 |
| CN1366678A (zh) * | 2000-04-25 | 2002-08-28 | 三菱重工业株式会社 | 放射性物质存储容器、放射性物质存储容器的制造装置及制造方法 |
| US20040025560A1 (en) * | 2000-04-25 | 2004-02-12 | Yoshihiko Funakoshi | Radioactive substance containment vessel, and radioactive substance contaiment vessel producing device and producing method |
| US20130333813A1 (en) * | 2010-12-20 | 2013-12-19 | Showa Denko K.K. | Punch for cold backward extrusion forging |
| CN202638924U (zh) * | 2012-05-10 | 2013-01-02 | 昆山永年先进制造技术有限公司 | 反挤压模具 |
| CN103071743A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-01 | 西部钛业有限责任公司 | 一种tc11钛合金小孔径厚壁筒形件的制备方法 |
| CN106862290A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 中北大学 | 一种杯形件反挤压成形装置及成形方法 |
| US20180259309A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | National Machinery Llc | Long cartridge case |
| CN110202019A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 | 一种双金属管坯的制备方法及其制备模具 |
| CN110479787A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-11-22 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法 |
| CN113976789A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-28 | 贵州航宇科技发展股份有限公司 | 一种带内外法兰结构的钛合金薄壁超大锥角异形环锻件空心缩径挤压成形工艺方法 |
| CN114523061A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 上海电机学院 | 高压容器单层厚壁筒体的分段式挤压成形方法及容器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117583465A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 山东承泽电气科技有限公司 | 一种自动化的热浸镀锌桥架冲压成型装置 |
| CN117583465B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-03-22 | 山东承泽电气科技有限公司 | 一种自动化的热浸镀锌桥架冲压成型装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116871345B (zh) | 2023-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116871345B (zh) | 一种小型异种合金反挤压成型方法 | |
| CN104889186B (zh) | 一种ZrTiAlV合金电场辅助正反复合挤压成形方法 | |
| CN111715764B (zh) | 一种薄壁杯形件的旋转拉深成形方法 | |
| CN109226624B (zh) | 一种偏心轴及其成型工艺 | |
| CN111036824B (zh) | 一种锥形台阶轴的锻造方法 | |
| CN104785563A (zh) | 带底长筒形件精密挤压成形的方法 | |
| US4249408A (en) | Process for extruding maraging steel | |
| CN103567247A (zh) | 一种高效率加工内齿圆柱齿轮的温挤压新方法 | |
| CN112296111B (zh) | 大型复杂异形结构件的塑性成形方法 | |
| CN109693083B (zh) | 一种大长径比钛合金壳体的塑性成形方法 | |
| CN105945519A (zh) | 一种中空管输出轴的冷锻成形工艺 | |
| CN102689132B (zh) | 一种改善内花键轴类锻件杆部跳动的方法 | |
| CN113059016A (zh) | 大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具 | |
| CN103143580A (zh) | 一种圆锥套的制造工艺 | |
| JP2000071046A (ja) | 段付及び鍔付環状部材の製造方法 | |
| CN105710151A (zh) | 复合齿轮挤压模具 | |
| CN106424191A (zh) | 盲孔矩形花键冷挤压成型方法 | |
| CN102699261A (zh) | 花键轴锻件中心孔的锻造方法 | |
| JP2006043770A (ja) | 成形品製造方法、鍛造用金型、成形品、および鍛造生産システム | |
| JP2005152982A (ja) | 等速ジョイント用外輪部材の製造方法 | |
| Chen et al. | High-precision rapid prototyping technology for manufacturing linear guides | |
| US7347077B2 (en) | Method of manufacturing outer ring member for constant velocity joint | |
| CN202639181U (zh) | 一种冷锻模具 | |
| JP2002307127A (ja) | 筒状成型体の製造方法及びその製造方法により製造された筒状成型体 | |
| CN215966114U (zh) | 一种用于生产钛合金筒体锻件的模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |