專利名稱：一種鈦合金鍛件的模鍛方法
一種鈦合金鍛件的模鍛方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鍛造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦合金鍛件的模鍛方法。
技術(shù)背景
隨著國內(nèi)飛機(jī)大型化、整體化的發(fā)展，大型整體鍛件越來越多，以往類似的大型鍛件一般采用開式模鍛而成，這樣造成材料消耗量大、成本高(通常開式模鍛的毛邊占鍛件質(zhì)量的10% 50% )；另外，大型鍛件采用開式模鍛時，原材料在兩向壓力作用下充滿困難；再者選用開式模鍛的產(chǎn)品，流線在毛邊位置容易被切斷，鍛件的力學(xué)性能和抗應(yīng)力腐蝕性能會降低。為了解決上述問題，我們通常采用閉式模鍛(常規(guī)的無毛邊模鍛)的方法， 但這種模鍛也有一定的局限性首先坯料的體積計算必須精確，還要與模具型槽容積相等； 其次坯料的制備難度很大，并且在型槽內(nèi)定位也要準(zhǔn)確；最后鍛件的出模困難，模具還要帶有頂出裝置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種大型鈦合金鍛件的模鍛方法，可以避免開式模鍛產(chǎn)生的問題，同時可以解決閉式模鍛局限性的難題。
本發(fā)明主要包含以下步驟
步驟一，根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備；
步驟二，根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具在模具設(shè)計上，模具毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊橋部沿著垂直于分模面方向延伸一定尺寸，毛邊倉部平行于分模面向外延伸一定尺寸；
步驟三，使用步驟二制作的模具對鍛件進(jìn)行錘上閉式模鍛。
以上所述的方法，在步驟二中，毛邊橋部寬度可以為3 8mm，高度可以為5 10謹(jǐn)；毛邊倉部寬可以為20 40mm，厚度可以為15 30謹(jǐn)。
本發(fā)明的有益效果在于實(shí)現(xiàn)了錘上閉式模鍛，使金屬材料在三向壓應(yīng)力作用下提高塑性，也避免了鍛件因流線外露而產(chǎn)生的力學(xué)性能和抗應(yīng)力腐蝕性能的降低，并且減小了毛邊的材料消耗；并且解決了常規(guī)(無毛邊)閉式模鍛坯料體積的復(fù)雜計算問題以及在模具中精確擺放和鍛件的出模的問題。


圖1為本發(fā)明中鍛件模具毛邊示意其中，1-毛邊倉部、2-毛邊橋部、3-鍛件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
步驟一，根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備。分析零件圖，確定零件選用的材料牌號、產(chǎn)品零件外廓尺寸、投影面積、最小和最大厚度、筋高、筋寬。根據(jù)零件材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及輪廓尺寸和投影面積選取鍛造設(shè)備，確定鍛件余量。
步驟二，根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具。分析鍛件圖，根據(jù)鈦合金鍛造溫度和模具預(yù)熱溫度，確定鍛件熱收縮率，設(shè)計及制作熱鍛件數(shù)模。參見圖1，在模具設(shè)計上，模具毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊橋部2沿著垂直于分模面方向延伸一定尺寸，寬度可選用3 8mm，毛邊倉部1平行于分模面向外延伸一定尺寸，倉部的厚度可選用15 40mm。
步驟三，對鍛件3進(jìn)行錘上閉式模鍛
a)對鍛件噴涂防護(hù)潤滑劑；
b)利用電爐對鍛件進(jìn)行加熱并保溫；
c)鍛造設(shè)備采用對擊錘、模鍛錘，鍛造前先充分預(yù)熱模具。鍛造技術(shù)要求鍛件轉(zhuǎn)移時間< 40s ；預(yù)鍛時將鍛件放正，先輕擊1 2錘，再重?fù)舫尚?；終鍛溫度彡800°C;冷卻 空冷；
重復(fù)步驟三4 6次。
以下結(jié)合實(shí)施例對具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。
案例1 鍛件材料:TA15 ；相變點(diǎn)9880C ；數(shù)量4件。
步驟一，根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備。
分析零件圖，確定零件選用的材料牌號、產(chǎn)品零件外廓尺寸、投影面積、最小和最大厚度、筋高、筋寬。根據(jù)零件特點(diǎn)、輪廓尺寸和投影面積選取鍛造設(shè)備為630KJ對擊錘，確定鍛件余量為8 10mm。
步驟二 .根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具。
錘上鍛造模具材料選5CrNiMo，鈦合金鍛造溫度為T β (相變點(diǎn))下30 70°C，鍛件收縮率為0. 7%，設(shè)計及制作熱鍛件數(shù)模。在模具設(shè)計上，模具毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊先沿著垂直于分模面方向延伸10mm，做毛邊橋部，寬度8mm，再平行于分模面向外延伸40mm，做毛邊倉部，倉部的厚度40mm。
按照產(chǎn)品設(shè)計圖制作模具。
步驟三.對鍛件進(jìn)行錘上鍛造。
a)噴涂防護(hù)潤滑劑將干凈坯料置于150°C的電爐中預(yù)熱10 20分鐘，出爐噴涂潤滑劑，涂層要均勻，涂后標(biāo)刻原有標(biāo)記；
b)電爐加熱加熱溫度938 °C，保溫70分鐘；
c)鍛造采用630KJ對擊錘，設(shè)備的工作風(fēng)壓彡0.65MP，鍛造前模具預(yù)熱溫度 350°C，預(yù)熱時間12h。鍛造技術(shù)要求鍛件轉(zhuǎn)移時間沈 35s ；預(yù)鍛時將鍛件放正，先輕擊 2錘，再重?fù)舫尚?；終鍛溫度807 819°C ；冷卻空冷；
重復(fù)步驟三5次。
案例2 鍛件材料:TA15 ；相變點(diǎn)987°C ；數(shù)量4件。
步驟一.根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備。
該閉式模鍛件為某大型整體框等溫精鍛件的荒形。根據(jù)產(chǎn)品的工藝特點(diǎn)、輪廓尺寸和投影面積選取鍛造設(shè)備為630KJ對擊錘。鍛件水平方向單邊余量3mm，厚度方向余量 7mm ；橫筋位置凹圓角R20，凸圓角R5，緣條內(nèi)側(cè)凹圓角R20，凸圓角R10，以此制作鍛件數(shù)模。
步驟二 .根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具。
分析鍛件圖，錘上鍛造模具材料選5CrNiMo，鈦合金鍛造溫度為T β (相變點(diǎn))下 30 70°C，鍛件收縮率為0. 7%，設(shè)計及制作熱鍛件數(shù)模。在模具設(shè)計上，毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊先沿著垂直于分模面方向延伸5mm，做毛邊橋部，寬度5mm，再平行于分模面向外延伸25mm，做毛邊倉部，倉部的厚度20mm。
按照產(chǎn)品設(shè)計圖制作模具。
步驟三.對鍛件進(jìn)行錘上閉式模鍛。
a)噴涂防護(hù)潤滑劑將干凈坯料置于100°C的電爐中預(yù)熱15 20分鐘，出爐噴涂潤滑劑，涂層要均勻，涂后標(biāo)刻原有標(biāo)記。
b)電爐加熱加熱溫度927 °C，保溫70分鐘。
c)鍛造采用630KJ對擊錘，設(shè)備的工作風(fēng)壓彡0.65MP，鍛造前模具預(yù)熱溫度 350°C，預(yù)熱時間12h。鍛造技術(shù)要求鍛件轉(zhuǎn)移時間觀 35s ；預(yù)鍛時將鍛件放正，先輕擊 2錘，再重?fù)舫尚停唤K鍛溫度805 814°C ；冷卻空冷。
重復(fù)步驟三5次。
權(quán)利要求
1. 一種鈦合金鍛件的模鍛方法，其特征在于，此方法包含以下步驟 步驟一，根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備；步驟二，根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具在模具設(shè)計上，模具毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊橋部(2)沿著垂直于分模面方向延伸一定尺寸，毛邊倉部(1)平行于分模面向外延伸一定尺寸；步驟三，使用步驟二制作的模具對鍛件進(jìn)行錘上閉式模鍛。
全文摘要
本發(fā)明屬于鍛造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦合金鍛件的模鍛方法。該方法主要包含以下步驟步驟一，根據(jù)零件設(shè)計閉式模鍛鍛件及選取鍛造設(shè)備；步驟二，根據(jù)鍛件設(shè)計并制做模具在模具設(shè)計上，模具毛邊采用非常規(guī)設(shè)計的豎式毛邊，毛邊橋部沿著垂直于分模面方向延伸一定尺寸，毛邊倉部平行于分模面向外延伸一定尺寸；步驟三，對鍛件進(jìn)行錘上閉式模鍛。
文檔編號B21J5/02GK102513486SQ20111042694
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者冀勝利, 唐軍, 王 華, 郭敏, 黃之益 申請人:陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司