本發(fā)明涉及一種近等溫鍛造成形方法，特別是涉及了Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件近等溫鍛造成形方法。

背景技術(shù)：

Ti023鈦合金空心軸頸鍛件為空心薄壁異形件，形狀上端是一個(gè)大喇叭口，下端帶有一個(gè)圓柱筒體，喇叭口處壁薄，而直徑較大，筒體壁厚較薄。由于該鍛件為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)件，工作條件十分惡劣，要求鍛件具有較高的強(qiáng)度、斷裂韌性以及較好的低周疲勞性能等，采用普通模鍛和自由鍛很難滿足這些性能要求。目前該類鍛件主要采用棒坯閉式模鍛成形，再通過機(jī)加掏孔的方式生產(chǎn)，但該方法一方面在模鍛時(shí)，會(huì)出現(xiàn)變形不均勻、桿部變形量小，導(dǎo)致鍛件桿部組織不理想，桿部原始β晶界上出現(xiàn)完整、粗大、平直連續(xù)的晶界α相；另一方面機(jī)加掏孔會(huì)切斷鍛件的鍛造流線，從而影響鍛件質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用環(huán)形坯料近等溫鍛造擠壓成形方法，擠壓成形過程中，模具型腔中間變化臺(tái)階處起到擠壓模作用，而上端最大外徑型腔起到擠壓筒的作用，極大地改善了空心軸頸鍛件桿部的變形，坯料變形量大，有利于獲得細(xì)小均勻的鍛態(tài)組織。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件近等溫鍛造成形方法，其技術(shù)方案包括以下步驟：

把按規(guī)格下料的Ti1023鈦合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱，先將棒材加熱到相變點(diǎn)以下40℃保溫，保溫時(shí)間按0.3min/mm～0.5min/mm計(jì)算；再升溫至相變點(diǎn)以上30℃保溫，保溫時(shí)間按0.4min/mm～0.6min/mm計(jì)算；保溫后，對(duì)棒材進(jìn)行鐓粗、沖孔、預(yù)軋以及內(nèi)徑上部和外徑下部倒角后得到矩形環(huán)坯；

把矩形環(huán)坯置入成形模具中，驅(qū)動(dòng)上模具以v₁＝1.5mm/s～2mm/s的下壓速度進(jìn)行擠壓，當(dāng)上模具與下模具閉合時(shí)，將下壓速度降低至v₂＝(0.3～0.5)v₁，對(duì)中間坯進(jìn)行擠壓，直到成形完全，獲得Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所述Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件近等溫鍛造成形方法，提高了鍛件成形時(shí)的變形量，使原始晶粒充分破碎，獲得細(xì)小均勻組織；下壓速度先采用v₁＝1.5mm/s～2mm/s，當(dāng)上模具與下模具閉合時(shí)，將下壓速度降低至v₂＝(0.3～0.5)v₁，既防止了溫升現(xiàn)象產(chǎn)生，同時(shí)也能合理分配坯料在β相區(qū)和(α+β)相區(qū)的變形量，鍛造時(shí)70％左右變形量落在β區(qū)間、30％左右變形量落在(α+β)相區(qū)間時(shí)能獲得最佳匹配的組織性能。當(dāng)坯料溫度經(jīng)過相變點(diǎn)時(shí)，重新析出的α相能夠在兩相區(qū)獲得一定的變形，晶粒得到破碎，避免α晶界的形成；提高鍛后降溫均勻性可以有效避免晶界α相析出的同時(shí)有利于提高鍛件組織的均勻性，得到鍛件截面狀態(tài)一致高的理想網(wǎng)籃組織。而且在矩形環(huán)坯的內(nèi)徑上部與外徑下部進(jìn)行倒角，使矩形環(huán)坯能夠與成形模具能夠更好的貼合。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1是矩形環(huán)坯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是矩形環(huán)坯裝模示意圖。

圖3是上模具與下模具閉合示意圖。

圖4是鍛件成形示意圖。

圖5是空心軸頸鍛件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施本發(fā)明所述的Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件近等溫鍛造成形方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備。其具體實(shí)施方式：

該Ti1023合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為：含Al量2.6％～3.4％、含V量9.0％～11.0％、含F(xiàn)e量1.6％～2.2％、含C量0.05％、含N量0.05％、含H量0.015％、含Y量0.005％、含O量0.13％、余量為Ti。

本方法的步驟如下：

把按規(guī)格下料的Ti1023鈦合金棒材在鍛造加熱爐內(nèi)加熱，先將棒材加熱到相變點(diǎn)以下40℃保溫，保溫時(shí)間按0.3min/mm～0.5min/mm計(jì)算；再升溫至相變點(diǎn)以上30℃保溫，保溫時(shí)間按0.4min/mm～0.6min/mm計(jì)算；保溫后，對(duì)棒材進(jìn)行鐓粗、沖孔、預(yù)軋、倒角后得到矩形環(huán)坯3，如圖1所示；

如圖2所示，把矩形環(huán)坯3置入成形模具中，驅(qū)動(dòng)上模具1以v₁＝1.5mm/s～2mm/s的下壓速度進(jìn)行擠壓，當(dāng)上模具1與下模具2閉合時(shí)，如圖3所示，將下壓速度降低至v₂＝(0.3～0.5)v₁，對(duì)中間坯4進(jìn)行擠壓，直到成形完全，如圖4所示，獲得Ti1023鈦合金空心軸頸鍛件5，如圖5所示。