專利名稱：銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種具有復(fù)雜截面的金屬環(huán)件的短流程加工成形方法，具體的涉及ー種銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法。
背景技術(shù)：
采用銅合金制作的異形截面環(huán)件主要用于汽車、油氣、航空等領(lǐng)域，工作環(huán)境惡劣。特殊的使用環(huán)境對(duì)環(huán)件的尺寸精度和綜合力學(xué)性能提出了苛刻的要求一方面要求零件具有高精度的外形尺寸，避免后續(xù)機(jī)加成形，浪費(fèi)大量人力物力的同時(shí)嚴(yán)重降低環(huán)件使用性能；另ー方面要求零件具有優(yōu)異的組織狀態(tài)以達(dá)到綜合力學(xué)性能的要求。
目前，復(fù)雜截面環(huán)件的制備通常采用熱軋制(也稱作熱輾擴(kuò))與機(jī)械切削加工聯(lián)合完成。該エ藝基于成形錠坯軋制出矩形截面的環(huán)坯，再通過機(jī)械切削將矩形截面加工成所需要的復(fù)雜截面。主要加工エ藝流程為冶煉一開坯一下料一鐓粗一沖孔一熱軋制一熱處理一機(jī)械加工。該エ藝存在以下幾個(gè)方面的問題
1)流程冗長，エ序繁多，生產(chǎn)效率低；
2)輾擴(kuò)環(huán)坯需沖孔制備，且最終截面形狀需通過切削多余敷料保證，材料利用率低；
3)機(jī)械加工過程切斷金屬流線，導(dǎo)致環(huán)件綜合力學(xué)性能下降；
4)制備過程需反復(fù)加熱，導(dǎo)致晶粒粗大，表面氧化嚴(yán)重，能源損耗大。公開號(hào)為CN 101817134A的中國專利公開了ー種金屬環(huán)件短流程鑄輾復(fù)合成形的方法，該金屬環(huán)件短流程鑄輾復(fù)合成形的方法雖然在一定程度上滿足生產(chǎn)流程短，節(jié)省能源、材料和人力的有益效果，但是該方法采用離心鋳造環(huán)坯，無法滿足復(fù)雜截面環(huán)件的加エ要求，且生產(chǎn)得到的金屬環(huán)件的綜合力學(xué)性能還達(dá)不到如運(yùn)載火箭的使用要求。鑒于此，本發(fā)明g在探索ー種銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，該銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法不僅能夠簡化銅合金環(huán)件的制坯エ藝流程、降低成本和提高生產(chǎn)效率，而且還能夠有效改善銅合金環(huán)件的微觀組織狀態(tài)，提高綜合力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出ー種銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，該銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法不僅能夠簡化銅合金環(huán)件的制坯エ藝流程、降低成本和提高生產(chǎn)效率，而且還能夠有效改善銅合金環(huán)件的微觀組織狀態(tài)，提聞綜合力學(xué)性能。要實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整；
所述液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為液相線以上50-80で，加壓速度為50-80 mm/s，充型時(shí)間l_6s，比壓為150-250MPa，并在該壓カ下保壓35-150 S，得到近終截面環(huán)坯；所述等溫軋制為經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯升溫至750-900で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制。進(jìn)一歩，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，并預(yù)熱至100-150で時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度10-20微米，然后繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至200-250 V ；
進(jìn)ー步，所述等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度足Vf_=0. 5-0. 6Ve@，所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30-50 mm時(shí)，軸向軋輥抬起;
進(jìn)一歩，軋制模具與坯料溫差為±10°c ；
進(jìn)一歩，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允 許的最大進(jìn)給量之間的較小值；
進(jìn)ー步，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)吋，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)ー步，所述等溫軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的エ藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛エ藝得到近終截面環(huán)坯，將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)エ藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔エ序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鋳造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整エ序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)緑色制造。因此，本發(fā)明的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯エ藝，縮短エ藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。第一實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛—均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為HMn58-2銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為Cu 58. 9,Pb 0. 03,Mn :1. 6,Fe :0. 85,Ni :0. 3，其余為 Zn，采用該銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體エ藝步驟如下
I、熔煉其具體エ藝過程為將配比好的銅、鐵、錳裝入已預(yù)熱成暗紅色的坩堝中；裝料次序用少量銅鋪底，然后放鐵，鐵上放錳，最上面放銅；在弱氧化性氣氛中快速熔化；合金熔化后仔細(xì)攪拌使成分均勻，然后加入少量銅；當(dāng)合金溫度達(dá)到1050で時(shí)將已預(yù)熱好的鋅塊壓入合金液內(nèi)部，升溫至1080で時(shí)停止鼓風(fēng)，略加攪拌后取樣作含氣試驗(yàn)，合格后靜置，直至溫度降至液態(tài)模鍛的澆注溫度970で。2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為970で，加壓速度為80 mm/s，充型時(shí)間IS，比壓為200MPa，并在該壓カ下保壓120 S，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓力下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至 150°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度18微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至250°C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫摸。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓カ下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下エ藝特點(diǎn)
1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓カ下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)カ狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鋳造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛エ藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有エ藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至620で時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制均勻化后加熱實(shí)施等溫?zé)彳堉七^程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯升溫至850で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為850で，其與近終截面環(huán)坯的溫差為0°C。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度滿足Vf_=0. 6Ve@，減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差50 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。4、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在350で保溫I h，隨爐冷卻。5、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)一歩，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)ー步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=3，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維。控制軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為3。，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的エ藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛エ藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)エ藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔エ序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鋳造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整エ序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)緑色制造。因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯エ藝，縮短エ藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。第二實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛—均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為HMn58-2銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為Cu 57. 6,Pb 0. 05,Mn :1. 3,Fe :0. 35,Ni :0. 1，其余為 Zn，采用該銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體エ藝步驟如下
I、熔煉其具體エ藝過程為將配比好的銅、鐵、錳裝入已預(yù)熱成暗紅色的坩堝中；裝料次序用少量銅鋪底，然后放鐵，鐵上放錳，最上面放銅；在弱氧化性氣氛中快速熔化；合金熔化后仔細(xì)攪拌使成分均勻，然后加入少量銅；當(dāng)合金溫度達(dá)到1050で時(shí)將已預(yù)熱好的鋅塊壓入合金液內(nèi)部，升溫至1120で時(shí)停止鼓風(fēng)，略加攪拌后取樣作含氣試驗(yàn)，合格后靜置，直至溫度降至液態(tài)模鍛的澆注溫度900で。2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度900で，加壓速度為65 mm/s，充型時(shí)間6s，比壓為150MPa，并在該壓カ下保壓150 S，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓カ下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至120°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度10微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至220°C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫摸。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓カ下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下エ藝特點(diǎn)1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓カ下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)カ狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鋳造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛エ藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有エ藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至625で時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制均勻化后加熱實(shí)施熱軋制過程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯升溫至 800で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為810で，其與近終截面環(huán)坯的溫差為10°c。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度
足V$_=0. 5Ve@，減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。4、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在350で保溫I h，隨爐冷卻。5、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)ー步，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)ー步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=2，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為2。，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的エ藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛エ藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)エ藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔エ序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鋳造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整エ序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)緑色制造。
因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯エ藝，縮短エ藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。第三實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛—均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為HMn58-2銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為Cu 59. 6,Pb 0. 05,Mn :1. 7,Fe :0. 35,Ni :0. 1，其余為 Zn，采用該銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體エ藝步驟如下
I、熔煉其具體エ藝過程為將配比好的銅、鐵、錳裝入已預(yù)熱成暗紅色的坩堝中；裝料次序用少量銅鋪底，然后放鐵，鐵上放錳，最上面放銅；在弱氧化性氣氛中快速熔化；合金熔化后仔細(xì)攪拌使成分均勻，然后加入少量銅；當(dāng)合金溫度達(dá)到1050で時(shí)將已預(yù)熱好的鋅塊壓入合金液內(nèi)部，升溫至1100で時(shí)停止鼓風(fēng)，略加攪拌后取樣作含氣試驗(yàn)，合格后靜置，直至溫度降至液態(tài)模鍛的澆注溫度950で。 2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為950で，加壓速度為70 mm/s，充型時(shí)間4s，比壓為170MPa，并在該壓カ下保壓135 S，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓力下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至100°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度20微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至200°C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫摸。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓カ下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下エ藝特點(diǎn)
1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓カ下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)カ狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鋳造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛エ藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有エ藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至630で時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制均勻化后加熱實(shí)施熱軋制過程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯升溫至830で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為820で，其與近終截面環(huán)坯的溫差為-io°c。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度
足V$_=0. 55Ve@，減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差40 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。
4、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在350で保溫I h，隨爐冷卻。5、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)一歩，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)ー步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=1. 4，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度< 3°本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為1°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模 鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的エ藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛エ藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)エ藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔エ序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鋳造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整エ序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)緑色制造。因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯エ藝，縮短エ藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。第四實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為QBe2鈹青銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為A1 0. 15，Be :1. 92，Si :0. 05，Pb :0. 005，F(xiàn)e :0. 05，Ni :0. 3，雜質(zhì)0. 3 其余為Cu，采用該QBe2鈹青銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體エ藝步驟如下
1、熔煉將配制好的銅合金材料在烘箱中預(yù)熱，隨后在真空爐中將鈹青銅合金高溫熔化，加入脫氧劑、精煉劑等精煉，然后將鈹青銅合金溶液冷卻到澆注溫度1080°C，保溫IOmin ；
2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為1080で，加壓速度為50mm/s，充型時(shí)間6s，比壓為250MPa，并在該壓カ下保壓35 S，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓カ下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至100°C吋，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度10微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至250 °C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓カ下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下エ藝特點(diǎn)
1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓カ下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)カ狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鋳造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛エ藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有エ藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至790で時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制為均勻化后實(shí)施熱等溫軋制過程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯溫度為800で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為790で，其與近終截面環(huán)坯的溫差為-10°C。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度
足V$_=0. 55Ve@，減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差40 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在780で保溫30 min后水淬，隨后升溫至320で保溫2h后空冷。。5、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)一歩，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)ー步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=1. 4，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度< 3°，本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為3°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的エ藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛エ藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)エ藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔エ序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鑄造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯工藝，縮短工藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。 第五實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為QBe2鈹青銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為A1 0. 13，Be :2· 03，Si 0. 15，Pb 0. 003，F(xiàn)e 0. 12，Ni 0. 3，雜質(zhì)0. 2 其余為Cu，采用該QBe2鈹青銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體工藝步驟如下
1、熔煉將配制好的銅合金材料在烘箱中預(yù)熱，隨后在真空爐中將鈹青銅合金高溫熔化，加入脫氧劑、精煉劑等精煉，然后將鈹青銅合金溶液冷卻到澆注溫度1000°C，保溫IOmin ；
2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為1000 °C，加壓速度為70 mm/s，充型時(shí)間ls，t匕壓為150MPa，并在該壓力下保壓100 S，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓力下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至150°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度20微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至2000C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)
1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至790 1時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制為均勻化后實(shí)施熱等溫軋制過程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯溫度為750 1時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為760 °C，其與近終截面環(huán)坯的溫差為10°C。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度足V$_=0. 6V彳減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差50 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在780 °C保溫30 min后水淬，隨后升溫至320 °C保溫2h后空冷。6、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)一步，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小 于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)一步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=2，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度< 3°，本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為2。，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)
占-
y \\\ ·
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔工序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鑄造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯工藝，縮短工藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。第六實(shí)施例
本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整。本實(shí)施例的銅合金為QBe2鈹青銅合金，其化學(xué)成分(wt. %)為A1 0. 15，Be 1. 85，Si 0. 05，Pb 0. 005，F(xiàn)e 0. 05，Ni 0. 2，雜質(zhì)0. 3 其余為Cu，采用該QBe2鈹青銅合金的異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法的具體工藝步驟如下
I、熔煉將配制好的銅合金材料在烘箱中預(yù)熱，隨后在真空爐中將鈹青銅合金高溫熔化，加入脫氧劑、精煉劑等精煉，然后將鈹青銅合金溶液冷卻到澆注溫度1030°C，保溫IOmin ；2、液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為1030 °C，加壓速度為60mm/s，充型時(shí)間2s，比壓為200MPa，并在該壓力下保壓60s，得到近終截面環(huán)坯。比壓是指液態(tài)金屬在壓力下冷卻承受的單位壓力。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至130°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度15微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至220 0C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使銅合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)
1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；
2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；
3)液態(tài)模鍛件在凝固過程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；
4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3、均勻化為將液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯冷卻至790 1時(shí)，保溫3 h。4、等溫軋制為均勻化后實(shí)施熱等溫軋制過程，經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯溫度為780 1時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具的溫度為780 °C，其與近終截面環(huán)坯的溫差為0°C。等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度滿足Vfi^=O. 5V彳減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5、熱處理為經(jīng)等溫軋制得到的環(huán)坯在780 °C保溫30 min后水淬，隨后升溫至320 °C保溫2h后空冷。5、精整本實(shí)施例的精整采用冷精整。進(jìn)一步，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)一步，軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=3，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°，本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為I。，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度。本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉銅合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并將環(huán)坯直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)
占-
^ \\\ ·
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無沖孔工序，銅合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鑄造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的 問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。因此，本實(shí)施例的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡化制坯工藝，縮短工藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。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.ー種銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于包括熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一等溫軋制一熱處理一精整； 所述液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為液相線溫度以上50-80で，加壓速度為50-80mm/s，充型時(shí)間1-6 S，比壓為150-250 MPa，并在該壓カ下保壓35-150 S，得到近終截面環(huán)坯； 所述等溫軋制為經(jīng)均勻化的近終截面環(huán)坯溫度為750-850で時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，并預(yù)熱至100-150で時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上ー層脫模劑，涂層厚度10-20微米，然后繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至200-250 0C0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在干所述等溫軋制依次包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度與徑向進(jìn)給速度滿足=0. 5-0. 6Ve@，所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30-50 mm時(shí)，軸向軋輥抬起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于軋制模具與還料溫差為±10°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任ー項(xiàng)所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在干所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)吋，選取內(nèi)/外截面上形狀簡單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，井根據(jù)軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述等溫軋制的輾擴(kuò)比彡I. 4，軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度< 3°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅合金異截面環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括熔煉→液態(tài)模鍛→均勻化→等溫軋制→熱處理→精整；所述液態(tài)模鍛為將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將熔煉得到的銅合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為液相線以上50-80℃，加壓速度為50-80mm/s，充型時(shí)間1-6s，比壓為150-250MPa，并在該壓力下保壓35-150s，得到近終截面環(huán)坯；所述等溫軋制為近終截面環(huán)坯溫度為750-850℃時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制。本發(fā)明的銅合金異截面環(huán)件液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法不僅能夠簡化合金環(huán)件的制坯工藝流程、降低成本和提高生產(chǎn)效率，而且還能夠有效改善銅合金環(huán)件的微觀組織狀態(tài)，提高綜合力學(xué)性能。
文檔編號(hào)B21H1/06GK102689157SQ20121020049
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者于文斌, 李路, 王放, 陳志謙 申請人:西南大學(xué)