專利名稱：等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筒坯制備方法及裝置，具體的為一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法及裝置。
背景技術(shù)：
如圖I所示，為采用推壓方法制造的從軸向等圓截面到變方形截面的筒坯，該筒坯外形尺寸較大，屬于大型變方截面薄壁殼體件。該筒坯的變方形截面的最大邊可長(zhǎng)達(dá)1000mm，而圓形截面處的最小直徑僅為300mm，整體高度約為1250mm。該筒坯從高度方向看，可分為三部分，第一部分為圓形截面，第三部分為變?yōu)樽兎叫谓孛妫诙糠譃閳A形截面與變方形截面之間的過渡階段。制作該筒坯的毛坯是中間圓孔直徑為300mm、壁厚為IOOmm的空心圓柱毛還。目前所用的工藝方法是下料后，對(duì)毛坯施加推壓力，并在壓力機(jī)上成形，使其沿模具軸向移動(dòng)，產(chǎn)生和模具外形相匹配的內(nèi)腔形狀，即從圓形截面到變方形截面的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有的推壓工藝過程中，毛坯經(jīng)過模具圓角形成突緣時(shí)，發(fā)生較大的塑性變形，與模具側(cè)面處的毛坯承受較大的拉應(yīng)力，因此，現(xiàn)有的推壓工藝最大的弊端是所得筒坯工件的組織性能不均一在筒壁部位成形組織性能相對(duì)均一，而突緣部位則易出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象在工件的壁厚相對(duì)較薄時(shí)出現(xiàn)的幾率很大，因?yàn)樵斐闪藢?shí)際生產(chǎn)上的阻礙。鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法及裝置，該筒坯溫差推壓制備方法能夠保證筒坯在模具圓角處具有較好的塑性變形，并在模具側(cè)面處具有良好的抗拉強(qiáng)度，保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法和用于該筒坯差溫推壓制備方法的差溫推壓制備筒坯的裝置，該筒坯差溫推壓制備方法能夠使得筒坯在變方形截面段推壓變形時(shí)，使筒坯同時(shí)在凸緣處具有良好的塑性變形和在模具拉伸側(cè)面處具有更好的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提 高筒坯的質(zhì)量。要實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明首先提出了一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，包括如下步驟
1)圓柱形段加熱將空心圓柱形的筒坯套裝在推壓模具的圓柱形段上后，開啟加熱套，將筒坯加熱至350± 10°C，并保溫6 8s后，關(guān)閉加熱套；
2)過渡段推壓加載，以4(T45mm/S的速度推壓筒坯至推壓模具的過渡段，同時(shí)開啟環(huán)形加熱裝置，使筒坯溫度保持在350-400°C，完成過渡階段的推壓變形后，停留6 8s ；
3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置，將筒坯凸緣溫度保持在350-400°C，以25 30 mm/s的速度將筒還推壓至成形完成后,卸載；4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置，退模。進(jìn)一步，所述步驟3)中，采用滾輪I壓緊所述筒坯的拉伸側(cè)面在推壓模具的變方形截面段上；
進(jìn)一步，所述步驟2)中，采用滾輪II壓緊筒坯在推壓模具的過渡段上；
進(jìn)一步，所述步驟2)和步驟3)中，向設(shè)置在所述推壓模具中心的冷卻通孔內(nèi)持續(xù)通入用于控制筒坯溫升的壓縮空氣。
本發(fā)明還提出了一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，包括推壓模具，所述推壓模具上設(shè)有圓柱形段、過渡段和變方形截面段；還包括環(huán)繞設(shè)置在所述圓柱形段外的加熱套、環(huán)繞設(shè)置在所述過渡段外測(cè)的環(huán)形加熱裝置和沿所述變方形截面段的圓角凸緣延伸設(shè)置的線形加熱裝置，所述加熱套、環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置至所述推壓模具表面的距離大于等于筒坯的厚度。進(jìn)一步，所述變方形截面段的側(cè)面上設(shè)有用于壓平工件的滾輪I ;
進(jìn)一步，所述過渡段上設(shè)有用于壓平工件的滾輪II ;
進(jìn)一步，所述推壓模具的中心沿軸向方向設(shè)有冷卻通孔；
進(jìn)一步，所述環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置的加熱體均為電阻絲，所述環(huán)形加熱裝置的電阻絲環(huán)繞所述過渡段一周。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置通過在推壓磨具的圓柱形段上設(shè)置加熱套、在過渡段外側(cè)設(shè)置環(huán)形加熱裝置和在變方形截面段的圓角凸緣上設(shè)置線形加熱裝置，在筒坯推壓成型過程中，將筒坯套裝在圓柱形段上后，再用加熱套加熱，操作方便簡(jiǎn)單；當(dāng)筒坯推壓至過渡段時(shí)，開啟環(huán)形加熱裝置，增加筒坯的塑性，使其在過渡段內(nèi)沿推壓模具順利變形；當(dāng)筒坯推壓至變方形截面段時(shí)，開啟線形加熱裝置，增加筒坯凸緣處的塑性，使其順利變形，不會(huì)出現(xiàn)裂紋，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，可有效增加拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度，能夠有效承受推壓過程中的拉應(yīng)力；
本發(fā)明的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法將推壓過程分為三個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)筒坯采用不同的加熱方案，在圓柱形段推壓時(shí)，將筒坯套裝在圓柱形段上后，再將筒坯加熱，為后續(xù)的變形做準(zhǔn)備；在過渡段推壓時(shí)，筒坯開始變形，加熱使筒坯溫度升高，增加塑性，由于過渡段的變形特點(diǎn)，可采用較快的推壓速度，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)獲得較好的變形；在變方形截面段推壓時(shí)，針對(duì)筒坯的凸緣變形處加熱，以增加塑性，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，增加筒坯拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度；
因此，采用本發(fā)明的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法能夠克服現(xiàn)有的筒坯推壓過程中筒坯的圓角凸緣需要滿足一定的塑性變形和拉伸側(cè)面必須保證足夠的抗拉強(qiáng)度的矛盾，使得筒坯的圓角凸緣具有良好的塑性變形，拉伸側(cè)面具有更好的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I的A-A剖視圖；圖3為圖2的B-B剖視 圖4為圖2的D-D剖視 圖5為筒坯結(jié)構(gòu)示意 圖6為采用本實(shí)施例的筒坯差溫推壓制備裝置的筒坯推壓設(shè)備裝配 圖7為本發(fā)明等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法第一實(shí)施例的推壓速度和時(shí)間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。圖I為本發(fā)明等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A-A剖視圖；圖3為圖2的B-B剖視圖；圖4為圖2的D-D剖視圖。本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，包括推壓模具1，所述推壓模具上設(shè)有圓柱形段11、過渡段12和變方形截面段13，在圓柱形段11的外側(cè)環(huán)繞圓柱形段11的加熱套7，在過渡段12的外側(cè)設(shè)有環(huán)繞過渡段12的環(huán)形加熱裝置2，在變方形截面段13的圓角凸緣14上分別對(duì)應(yīng)設(shè)有沿該圓角凸緣14延伸的線形加熱裝置3，環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3至推壓模具I表面的距離大于等于筒坯4的厚度。本實(shí)施例的推壓模具I采用H13 (4Cr5MoSiVl)材料制成，該材料是一中廣泛應(yīng)用的熱作模具鋼，工作溫度可達(dá)600°C，能夠承受筒坯差溫推壓過程中的高溫。優(yōu)選的，本實(shí)施例的環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3的加熱體均為電阻絲，所述環(huán)形加熱裝置2的環(huán)繞所述過渡段12 —周，本實(shí)施例的電阻絲材料選Crl3A14，其工作溫度可達(dá)850 V，采用電阻絲加熱不僅加熱快，而且加熱溫度易于控制，能夠滿足使用要求。在筒坯的推壓成型過程中，筒坯4經(jīng)過推壓模具I圓角凸緣14形成凸緣時(shí)，會(huì)發(fā)生較大的塑性變形，需要較高的成形溫度，是筒坯4的危險(xiǎn)斷面；而筒坯4經(jīng)過推壓模具I側(cè)壁部分，作為變形的傳力區(qū)，承受了很大拉應(yīng)力，對(duì)材料抗拉強(qiáng)度有較高的要求，需要較低的溫度。因此，現(xiàn)有筒坯的推壓工藝中存在著矛盾，即變方形截面段13的圓角凸緣14區(qū)需要較高的溫度以保證筒坯4變形的優(yōu)良塑性，同時(shí)推壓模具I的側(cè)壁區(qū)需要較低的溫度以獲得高的抗拉強(qiáng)度，這對(duì)矛盾極大限制了利用推壓工藝獲得高性能筒坯的應(yīng)用，其根本原因在于同一溫度下不可能同時(shí)使變形材料具有優(yōu)良的塑性和高的抗拉強(qiáng)度。本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置通過在推壓模具I的圓柱形段11外側(cè)設(shè)置加熱套7、在過渡段12外側(cè)設(shè)置環(huán)形加熱裝置和在變方形截面段13的圓角凸緣14上設(shè)置線形加熱裝置3，在筒坯推壓成型過程中，當(dāng)筒坯4推壓至過渡段12時(shí)，開啟環(huán)形加熱裝置2，增加筒坯4的塑性，使其在過渡段12內(nèi)沿推壓模具I順利變形；當(dāng)筒坯4推壓至變方形截面段13時(shí)，開啟線形加熱裝置3，增加筒坯凸緣處的塑性，使其順利變形，不會(huì)出現(xiàn)裂紋，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，可有效增加拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度，能夠有效承受推壓過程中的拉應(yīng)力。作為本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述變方形截面段13的側(cè)面上設(shè)有用于壓平工件 的滾輪I 5，所述過渡段12上設(shè)有用于壓平工件的滾輪II 6，由于筒坯4的拉伸側(cè)面的金屬坯料變形面積較大，為保證拉伸側(cè)面變形均勻，在過渡段12與所述變方形截面段13上增添了滾輪，這樣促使筒坯變形時(shí)緊貼模具，在很大程度上防止了側(cè)壁區(qū)裂紋等缺陷的發(fā)生。
作為本實(shí)施例 的進(jìn)一步改進(jìn)，所述推壓模具I的中心沿軸向方向設(shè)有冷卻通孔7，設(shè)置冷卻通孔7用于在筒坯推壓過程中通壓縮空氣，帶走筒坯4與推壓模具I之間的摩擦熱，從而控制筒坯4的溫升，保證推壓成型的質(zhì)量。如圖6所示，為采用本實(shí)施例的筒坯差溫推壓制備裝置的筒坯推壓設(shè)備裝配圖。本實(shí)施例的筒坯差溫推壓制備裝置放置在壓力機(jī)上，壓力機(jī)的底座20上設(shè)有用于防止推壓模具I的模具底座21，模具底座上設(shè)有支架22，支架22用于支撐加熱套7、環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3，并支撐滾輪I 5和滾輪II 6，壓力機(jī)的頂部設(shè)有用于推壓筒坯4的壓力座23，在壓力機(jī)的導(dǎo)桿24的作用下，壓力座23向筒坯4施加推壓力。下面對(duì)本發(fā)明的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。第一實(shí)施例
本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，包括如下步驟
I)圓柱形段11推壓將空心圓柱形的筒坯4套裝在推壓模具I的圓柱形段11上后，開啟加熱套7，將筒坯4加熱至350°C，并保溫6s后，關(guān)閉加熱套7。將筒坯4加熱用于增加筒坯4的塑性，為后續(xù)變形作準(zhǔn)備。2)過渡段12推壓加載，以40mm/s的速度推壓筒坯4至推壓模具I的過渡段12，同時(shí)開啟環(huán)形加熱裝置2，使筒坯4溫度保持在350°C，完成過渡階段的推壓變形后，停留6s。如圖6所示，采用壓力機(jī)8對(duì)筒坯4施加推壓力，通過環(huán)形加熱裝置2的加熱作用，提高或維持筒坯4在過渡段12推壓過程中的溫度，增加筒坯4的塑性變形能力，在過渡段12的推壓結(jié)束后，通過保溫進(jìn)一步增加或保持筒坯4的溫度，增加筒坯4的塑性，為下一步的變方形截面段13的變形做準(zhǔn)備。3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置3，將筒坯凸緣溫度保持在350°C，以25mm/s的速度將筒坯4推壓至成形完成后，卸載。通過線形加熱裝置3加熱筒坯凸緣，增加筒坯凸緣的塑性變形能力，而筒坯4的拉伸側(cè)面不進(jìn)行加熱，在推壓過程中，拉伸側(cè)面的溫度逐漸降低，抗拉強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，而隨著拉伸側(cè)面變形越來越大，抗拉需求也是逐步增加的，因此，拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度能夠滿足筒坯推壓成型的要求。4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3，退模。本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法將推壓過程分為三個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)筒坯4采用不同的加熱方案，在圓柱形段推壓時(shí)，將筒坯4套裝在圓柱形段11上后，再將筒坯加熱，為后續(xù)的變形做準(zhǔn)備；在過渡段12推壓時(shí)，由于筒坯4開始變形，用環(huán)形加熱裝置2對(duì)筒坯4加熱，增加塑像，適當(dāng)調(diào)整推壓速度，以獲得較好的變形；在變方形截面段13推壓時(shí)，針對(duì)筒坯4的凸緣加熱增加塑性，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，增加筒坯4拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度，由于變形量大，推壓速度適當(dāng)降低可防止裂紋等缺陷的產(chǎn)生。因此，采用本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法能夠克服現(xiàn)有的筒坯4推壓過程中筒坯4的凸緣需要滿足一定的塑性變形和拉伸側(cè)面必須保證足夠的抗拉強(qiáng)度的矛盾，使得筒坯4的圓角凸緣14具有良好的塑性變形的同時(shí)，拉伸側(cè)面也具有較高的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)的變方形截面段13的推壓過程中，采用滾輪I 5壓緊所述筒坯4的拉伸側(cè)面在推壓模具I的變方形截面段上，所述步驟
2)的過渡段12推壓過程中，采用滾輪II 6壓緊筒坯4在推壓模具I的過渡段上。由于筒坯4的拉伸側(cè)面的金屬坯料變形面積較大，為保證拉伸側(cè)面變形均勻，在過渡段12與所述變方形截面段13上增添了滾輪，這樣促使筒坯變形時(shí)緊貼模具，在很大程度上防止了側(cè)壁區(qū)裂紋等缺陷的發(fā)生。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)和步驟3)中，向設(shè)置在所述推壓模具I中心的冷卻通孔7內(nèi)持續(xù)通入用于控制筒坯4溫升的壓縮空氣，帶走筒坯4與推壓模具I之間的摩擦熱，從而控制筒坯4的溫升，保證推壓成型的質(zhì)量。第二實(shí)施例
本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，包括如下步驟
I)圓柱形段11推壓將空心圓柱形的筒坯4套裝在推壓模具I的圓柱形段11上后，開啟加熱套7，將筒坯4加熱至340°C，并保溫8s后，關(guān)閉加熱套7。將筒坯4加熱用于增加筒坯4的塑性，為后續(xù)變形作準(zhǔn)備。2)過渡段12推壓加載，以45mm/s的速度推壓筒坯4至推壓模具I的過渡段12，同時(shí)開啟環(huán)形加熱裝置2，使筒坯4溫度保持在370°C，完成過渡階段的推壓變形后，停留7s。如圖6所示，采用壓力機(jī)8對(duì)筒坯4施加推壓力，通過環(huán)形加熱裝置2的加熱作用，提高或維持筒坯4在過渡段12推壓過程中的溫度，增加筒坯4的塑性變形能力，在過渡段12的推壓結(jié)束后，通過保溫進(jìn)一步增加或保持筒坯4的溫度，增加筒坯4的塑性，為下一步的變方形截面段13的變形做準(zhǔn)備。3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置3，將筒坯凸緣溫度保持在380°C，以30mm/s的速度將筒坯4推壓至成形完成后，卸載。通過線形加熱裝置3加熱筒坯凸緣，增加筒坯凸緣的塑性變形能力，而筒坯4的拉伸側(cè)面不進(jìn)行加熱，在推壓過程中，拉伸側(cè)面的溫度逐漸降低，抗拉強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，而隨著拉伸側(cè)面變形越來越大，抗拉需求也是逐步增加的，因此，拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度能夠滿足筒坯推壓成型的要求。4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3，退模。本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法將推壓過程分為三個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)筒坯4采用不同的加熱方案，在圓柱形段推壓時(shí)，將筒坯4套裝在圓柱形段11上后，再將筒坯加熱，為后續(xù)的變形做準(zhǔn)備；在過渡段12推壓時(shí)，由于筒坯4開始變形，用環(huán)形加熱裝置2對(duì)筒坯4加熱，增加塑像，適當(dāng)調(diào)整推壓速度，以獲得較好的變形；在變方形截面段13推壓時(shí)，針對(duì)筒坯4的凸緣加熱增加塑性，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，增加筒坯4拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度，由于變形量大，推壓速度適當(dāng)降低可防止裂紋等缺陷的產(chǎn)生。因此，采用本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法能夠克服現(xiàn)有的筒坯4推壓過程中筒坯4的凸緣需要滿足一定的塑性變形和拉伸側(cè)面必須保證足夠的抗拉強(qiáng)度的矛盾，使得筒坯4的圓角凸緣14具有良好的塑性變形的同時(shí)，拉伸側(cè)面也具有較高的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)的變方形截面段13的推壓過程中，采用滾輪I 5壓緊所述筒坯4的拉伸側(cè)面在推壓模具I的變方形截面段上，所述步驟
2)的過渡段12推壓過程中，采用滾輪II 6壓緊筒坯4在推壓模具I的過渡段上。由于筒坯4的拉伸側(cè)面的金屬坯料變形面積較大，為保證拉伸側(cè)面變形均勻，在過渡段12與所述變方形截面段13上增添了滾輪，這樣促使筒坯變形時(shí)緊貼模具，在很大程度上防止了側(cè)壁區(qū)裂紋等缺陷的發(fā)生。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)和步驟3)中，向設(shè)置在所述推壓模具I中心的冷卻通孔7內(nèi)持續(xù)通入用于控制筒坯4溫升的壓縮空氣，帶走筒坯4與推壓模具I之間的摩擦熱，從而控制筒坯4的溫升，保證推壓成型的質(zhì)量。第三實(shí)施例
本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，包括如下步驟
I)圓柱形段11推壓將空心圓柱形的筒坯4套裝在推壓模具I的圓柱形段11上后，開啟加熱套7，將筒坯4加熱至360°C，并保溫7s后，關(guān)閉加熱套7。將筒坯4加熱用于增加 筒坯4的塑性，為后續(xù)變形作準(zhǔn)備。2)過渡段12推壓加載，以43mm/s的速度推壓筒坯4至推壓模具I的過渡段12，同時(shí)開啟環(huán)形加熱裝置2，使筒坯4溫度保持在400°C，完成過渡階段的推壓變形后，停留8s。如圖6所示，采用壓力機(jī)8對(duì)筒坯4施加推壓力，通過環(huán)形加熱裝置2的加熱作用，提高或維持筒坯4在過渡段12推壓過程中的溫度，增加筒坯4的塑性變形能力，在過渡段12的推壓結(jié)束后，通過保溫進(jìn)一步增加或保持筒坯4的溫度，增加筒坯4的塑性，為下一步的變方形截面段13的變形做準(zhǔn)備。3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置3，將筒坯凸緣溫度保持在400°C，以27mm/s的速度將筒坯4推壓至成形完成后，卸載。通過線形加熱裝置3加熱筒坯凸緣，增加筒坯凸緣的塑性變形能力，而筒坯4的拉伸側(cè)面不進(jìn)行加熱，在推壓過程中，拉伸側(cè)面的溫度逐漸降低，抗拉強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，而隨著拉伸側(cè)面變形越來越大，抗拉需求也是逐步增加的，因此，拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度能夠滿足筒坯推壓成型的要求。4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置2和線形加熱裝置3，退模。本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法將推壓過程分為三個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)筒坯4采用不同的加熱方案，在圓柱形段推壓時(shí)，將筒坯4套裝在圓柱形段11上后，再將筒坯加熱，為后續(xù)的變形做準(zhǔn)備；在過渡段12推壓時(shí)，由于筒坯4開始變形，用環(huán)形加熱裝置2對(duì)筒坯4加熱，增加塑像，適當(dāng)調(diào)整推壓速度，以獲得較好的變形；在變方形截面段13推壓時(shí)，針對(duì)筒坯4的凸緣加熱增加塑性，對(duì)筒坯的拉伸側(cè)面不加熱，增加筒坯4拉伸側(cè)面的抗拉強(qiáng)度，由于變形量大，推壓速度適當(dāng)降低可防止裂紋等缺陷的產(chǎn)生。因此，采用本實(shí)施例的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法能夠克服現(xiàn)有的筒坯4推壓過程中筒坯4的凸緣需要滿足一定的塑性變形和拉伸側(cè)面必須保證足夠的抗拉強(qiáng)度的矛盾，使得筒坯4的圓角凸緣14具有良好的塑性變形的同時(shí)，拉伸側(cè)面也具有較高的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3)的變方形截面段13的推壓過程中，采用滾輪I 5壓緊所述筒坯4的拉伸側(cè)面在推壓模具I的變方形截面段上，所述步驟
2)的過渡段12推壓過程中，采用滾輪II 6壓緊筒坯4在推壓模具I的過渡段上。由于筒坯4的拉伸側(cè)面的金屬坯料變形面積較大，為保證拉伸側(cè)面變形均勻，在過渡段12與所述變方形截面段13上增添了滾輪，這樣促使筒坯變形時(shí)緊貼模具，在很大程度上防止了側(cè)壁區(qū)裂紋等缺陷的發(fā)生。作為本實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2)和步驟3)中，向設(shè)置在所述推壓模具I中心的冷卻通孔7內(nèi)持續(xù)通入用于控制筒坯4溫升的壓縮空氣，帶走筒坯4與推壓模具I之間的摩擦熱，從而控制筒坯4的溫升，保證推壓成型的質(zhì)量。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，其特征在于包括如下步驟 1)圓柱形段加熱將空心圓柱形的筒坯套裝在推壓模具的圓柱形段上后，開啟加熱套，將筒坯加熱至350± 10°C，并保溫6 8s后，關(guān)閉加熱套； 2)過渡段推壓加載，以4(T45mm/S的速度推壓筒坯至推壓模具的過渡段，同時(shí)開啟環(huán)形加熱裝置，使筒坯溫度保持在350-400°C，完成過渡階段的推壓變形后，停留6 8s ； 3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置，將筒坯凸緣溫度保持在350-400°C，以25 30 mm/s的速度將筒還推壓至成形完成后,卸載； 4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置，退模。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，其特征在于所述步驟3)中，采用滾輪I壓緊所述筒坯的拉伸側(cè)面在推壓模具的變方形截面段上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，其特征在于所述步驟2)中，采用滾輪II壓緊筒坯在推壓模具的過渡段上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，其特征在于所述步驟2)和步驟3)中，向設(shè)置在所述推壓模具中心的冷卻通孔內(nèi)持續(xù)通入用于控制筒坯溫升的壓縮空氣。
5.一種用于如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，包括推壓模具，所述推壓模具上設(shè)有圓柱形段、過渡段和變方形截面段，其特征在于還包括環(huán)繞設(shè)置在所述圓柱形段外的加熱套、環(huán)繞設(shè)置在所述過渡段外測(cè)的環(huán)形加熱裝置和沿所述變方形截面段的圓角凸緣延伸設(shè)置的線形加熱裝置，所述加熱套、環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置至所述推壓模具表面的距離大于等于筒坯的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，其特征在于所述變方形截面段的拉伸側(cè)面上設(shè)有用于壓平工件的滾輪I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，其特征在于所述過渡段上設(shè)有用于壓平工件的滾輪II。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，其特征在于所述推壓模具的中心沿軸向方向設(shè)有冷卻通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，其特征在于所述環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置的加熱體均為電阻絲，所述環(huán)形加熱裝置的電阻絲環(huán)繞所述過渡段一周。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯方法，包括如下步驟1)圓柱形段加熱；2)過渡段推壓；3)變方形截面段推壓開啟線形加熱裝置，將筒坯凸緣溫度保持在350-400℃，以25~30mm/s的速度將筒坯推壓至成形完成后，卸載；4)關(guān)閉環(huán)形加熱裝置和線形加熱裝置，退模。一種等圓截面到變方形截面的差溫推壓制備筒坯裝置，包括環(huán)繞設(shè)置在所述圓柱形段外的加熱套、環(huán)繞設(shè)置在所述過渡段外測(cè)的環(huán)形加熱裝置和沿所述變方形截面段的圓角凸緣延伸設(shè)置的線形加熱裝置。該制備方法能夠使得筒坯同時(shí)在凸緣處具有良好的塑性變形和在模具拉伸側(cè)面處具有更好的抗拉強(qiáng)度，并保證筒坯在推壓制作過程中不會(huì)出現(xiàn)裂紋或變薄的現(xiàn)象，提高筒坯的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B21D37/16GK102632136SQ20121009496
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者余春堂, 呂文權(quán), 周杰, 夏玉峰, 權(quán)國(guó)政 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)