一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的輾制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的軋制方法，總體上包括下料、墩粗、沖孔及涂覆涂料、裝料、碾環(huán)以及環(huán)件頂出步驟。本發(fā)明的上述方法通過優(yōu)化的步驟，可以在輾環(huán)機上成形高筒薄壁環(huán)形件，大大降低了勞動強度，減少了鍛造火次，效率提高30％以上，還能降低能耗，縮短加工周期。產(chǎn)品尺寸精度高，外觀質(zhì)量好，提高了鍛件合格率。減少機械加工余量30％～50％。4)鍛件組織更加均勻，綜合機械性能更優(yōu)。
【專利說明】
一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的輾制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)形鍛件的乳制方法，尤其涉及一種針對高筒薄壁類高溫合金環(huán)件的乳制方法，特別涉及一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機火焰筒等環(huán)形件長期在惡劣的環(huán)境下工作，要求零件具有較好的力學(xué)性能和組織穩(wěn)定性。該類鍛件為高溫合金，具有壁厚小、高度較高等特點，鍛造難度大。對于該類鍛件的生產(chǎn)目前一般采用自由鍛制坯加芯軸拔長的工藝。這種工藝存在生產(chǎn)勞動強度大、鍛造火次多、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點。尤其在芯軸拔長過程中環(huán)件容易出現(xiàn)鍛造裂紋等缺陷，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，存在質(zhì)量安全隱患，影響鍛件的交付和使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法，以減少或避免前面所提到的問題。
[0004]具體來說，本發(fā)明提供一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法，該方法可以在輾環(huán)機上成形高筒薄壁環(huán)形件，以解決自由鍛成形高筒薄壁類環(huán)形件難度大，鍛造火次多、勞動強度大等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法，包括如下步驟:
[0006]I)下料；
[0007]2)墩粗；
[0008]3)沖孔及涂覆涂料；
[0009]4)裝料；
[0010]5)碾環(huán)；
[0011]6)環(huán)件頂出。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟I)中進(jìn)一步包括如下步驟:下料時鋸切棒材坯料的體積等于所要生產(chǎn)環(huán)件的體積的3/2倍;將鋸切的棒材坯料置于加熱爐中加熱800-900°C，保溫時間(單位分鐘)按棒料直徑(單位毫米)乘以0.4計算得到。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為棒料直徑(單位毫米)乘以0.6計算得到。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟2)中進(jìn)一步包括如下步驟:步驟I)之后趁熱將坯料置于壓力機或者鍛錘上鐓粗，坯料鐓粗后的高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的2/5-1/2。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟3)中進(jìn)一步包括如下步驟:對鐓粗后的餅坯在鍛錘或壓力機上進(jìn)行沖孔獲得空心圓餅，沖孔孔徑為餅坯直徑的1/3。待所述空心圓餅冷卻后，對其表面進(jìn)行拋丸處理，如有毛刺等缺陷可利用砂輪機或風(fēng)槍進(jìn)行打磨。之后的空心圓餅加熱至80-120 °C,保溫40-60min，在其表面均勻涂覆涂料，涂層厚度為0.3-0.5mm。涂料涂覆完畢后，置于50-70 °C電爐中烘干，烘烤時間為2-3h。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟4)中進(jìn)一步包括如下步驟:將經(jīng)過步驟3)處理后的空心圓餅置于加熱爐中加熱至800-900°C，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.4。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.6。加熱完畢后，將所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸上，并置于設(shè)置于輾環(huán)機的主輥內(nèi)側(cè)的套筒之內(nèi)。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟4)進(jìn)一步包括如下步驟:套筒上帶有兩個用于定位空心圓餅的定位孔以及設(shè)置于所述定位孔中的定位銷;所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸上并由所述定位銷定位之后，操作輾環(huán)機主輥，讓其夾緊空心圓餅。待空心圓餅夾緊后，拔除用于定位空心圓餅的定位銷。
[0017]優(yōu)選地，所述套筒的內(nèi)徑為所要生產(chǎn)環(huán)件外徑的1.02倍，其高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的1.05倍。
[0018]優(yōu)選地，所述套筒下方存在一個外凸臺，該凸臺與輾環(huán)機主輥下方存在的凹槽進(jìn)行配合，防止套筒在輾環(huán)過程中上下竄動。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟5)中進(jìn)一步包括如下步驟:操作輾環(huán)機進(jìn)行輾環(huán)，此時主輥轉(zhuǎn)速為2rad/s，主輥進(jìn)給速度為0.5-lmm/s。待環(huán)件高度長至與套筒高度平齊時，停止主輥進(jìn)給，并對環(huán)件進(jìn)行整圓。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟6)中進(jìn)一步包括如下步驟:將步驟5)中碾環(huán)之后的環(huán)件連帶套筒置于墊環(huán)上，利用沖子將已經(jīng)成形好的環(huán)件從套筒中頂出。
[0021]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:I)采用本發(fā)明成型環(huán)形件，大大降低了勞動強度，減少了鍛造火次，效率提高30%以上，還能降低能耗，縮短加工周期。2)產(chǎn)品尺寸精度高，外觀質(zhì)量好，提高了鍛件合格率。3)減少機械加工余量30 %?50 %。4)鍛件組織更加均勻，綜合機械性能更優(yōu)。
[0022]綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有工藝，具有明顯的改進(jìn)效果，克服了現(xiàn)有工藝中存在的缺陷。采用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的環(huán)形件具有尺寸精度高、組織均勻、性能優(yōu)良等特點。
【附圖說明】
[0023]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0024]圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的依據(jù)具體實施例的高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號。
[0026]正如前述，本發(fā)明提供了一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法，該方法通過優(yōu)化的步驟，可以在輾環(huán)機(特別是臥式輾環(huán)機)上成形高筒薄壁環(huán)形件，以解決自由鍛成形高筒薄壁類環(huán)形件難度大，鍛造火次多、勞動強度大等問題。
[0027]圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的依據(jù)具體實施例的高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法的流程示意圖，如圖所示，本發(fā)明的高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法總體上包括以下步驟:
[0028]I)下料；
[0029]2)墩粗;
[0030]3)沖孔及涂覆涂料；
[0031]4)裝料；
[0032]5)碾環(huán)；
[0033]6)環(huán)件頂出。
[0034]下面參照附圖進(jìn)一步說明各步驟的細(xì)節(jié)。
[0035]步驟I)下料。
[0036]下料時鋸切棒材坯料的體積等于所要生產(chǎn)環(huán)件的體積的3/2倍;將鋸切的棒材坯料置于加熱爐中加熱800-9000C，保溫時間(單位分鐘)按棒料直徑(單位毫米)乘以0.4計算得到。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為棒料直徑(單位毫米)乘以0.6計算得到。
[0037]步驟2)墩粗。
[0038]下料之后，趁熱將坯料置于壓力機或者鍛錘上鐓粗，坯料鐓粗后的高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的2/5-1/2。
[0039]步驟3)沖孔及涂覆涂料。
[0040]墩粗之后，對鐓粗后的餅坯在鍛錘或壓力機上進(jìn)行沖孔獲得空心圓餅，沖孔孔徑為餅坯直徑的1/3。待所述空心圓餅冷卻后，對其表面進(jìn)行拋丸處理，如有毛刺等缺陷可利用砂輪機或風(fēng)槍進(jìn)行打磨。之后的空心圓餅加熱至80-120 °C，保溫40-60min，在其表面均勻涂覆涂料，涂層厚度為0.3-0.5mm。涂料涂覆完畢后，置于50-70 V電爐中烘干，烘烤時間為2-3ho
[0041 ] 步驟4)裝料。
[0042]沖孔及涂覆涂料之后，將經(jīng)過步驟3)處理后的空心圓餅置于加熱爐中加熱至800-900°C，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.4。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.6。加熱完畢后，將所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸100上，并置于設(shè)置于輾環(huán)機的主輥200內(nèi)側(cè)的套筒300之內(nèi)。
[0043]套筒300上帶有兩個用于定位空心圓餅的定位孔301(圖中剖視結(jié)構(gòu)僅能看到一個定位孔)以及設(shè)置于所述定位孔301中的定位銷302(圖中定位銷插在定位孔中，位置互相重疊)；所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸100上并由所述定位銷302定位之后，操作輾環(huán)機主輥200，讓其夾緊空心圓餅。待空心圓餅夾緊后，拔除用于定位空心圓餅的定位銷302。
[0044]套筒300的內(nèi)徑為所要生產(chǎn)環(huán)件外徑的1.02倍，其高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的1.05倍。
[0045]套筒300下方存在一個外凸臺303，該凸臺303與輾環(huán)機主輥200下方存在的凹槽進(jìn)行配合，防止套筒300在輾環(huán)過程中上下竄動。
[0046]步驟5)碾環(huán)。
[0047]裝料之后，操作輾環(huán)機進(jìn)行輾環(huán)，此時主輥轉(zhuǎn)速為2rad/s，主輥200進(jìn)給速度為0.5-lmm/s。待環(huán)件高度長至與套筒高度平齊時，停止主輥200進(jìn)給，并對環(huán)件進(jìn)行整圓。
[0048]步驟6)環(huán)件頂出。
[0049]碾環(huán)之后，將環(huán)件連帶套筒300置于墊環(huán)400上，利用沖子500將已經(jīng)成形好的環(huán)件從套筒300中頂出。
[0050]實施例1
[0051]下面結(jié)合前述工藝流程，以GH2132合金高筒薄壁環(huán)形件的加工為例，詳細(xì)說明乳制過程。
[0052]將棒料按Φ 150mm X 250mm下料后，放入900 °C的電爐中保溫60min，然后將電爐溫度升高至1140°C，保溫90min。將加熱后的坯料置于鍛錘上鐓粗至高度為75mm，使用Φ100的沖子對坯料進(jìn)行沖孔。待坯料冷卻后，重新將坯料加熱至120°C，保溫40min，在坯料表面均勻噴涂涂料，涂層厚度為0.3-0.5mm。噴涂完畢后，將坯料置于70 °C的電爐中烘烤2h。然后將坯料轉(zhuǎn)移至900 0C電爐中保溫30min后，將爐溫升高至1140 °C，保溫45min。再將坯料轉(zhuǎn)移至輾環(huán)機上。操作輾環(huán)機芯輥夾緊坯料，拔除位于坯料下方的定位銷。此時即進(jìn)行輾環(huán)。此時輾環(huán)機主棍轉(zhuǎn)速為2rad/s，芯棍進(jìn)給速度為0.5mm/s。當(dāng)環(huán)件轉(zhuǎn)動較為穩(wěn)定時將芯棍進(jìn)給速度逐漸升高至lmm/s。當(dāng)坯料逐漸上升至與套筒高度平齊時，逐漸減慢芯輥進(jìn)給速度。當(dāng)坯料高度與套筒高度一致時，停止芯輥進(jìn)給，并進(jìn)行數(shù)圈整圓。整圓后，將坯料連帶套筒置于鍛錘的墊環(huán)上，利用沖子將環(huán)件頂出。
[0053]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:I)采用本發(fā)明成型環(huán)形件，大大降低了勞動強度，減少了鍛造火次，效率提高30%以上，還能降低能耗，縮短加工周期。2)產(chǎn)品尺寸精度高，外觀質(zhì)量好，提高了鍛件合格率。3)減少機械加工余量30 %?50 %。4)鍛件組織更加均勻，綜合機械性能更優(yōu)。
[0054]綜上所述，本發(fā)明提供了一種優(yōu)化的工藝流程，提供了相互關(guān)聯(lián)的前后參數(shù)的具體設(shè)計，實踐證明可以具有明顯的改進(jìn)效果，克服了現(xiàn)有工藝中存在的缺陷。采用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的環(huán)形件具有尺寸精度高、組織均勻、性能優(yōu)良等特點。
[0055]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然本發(fā)明是按照多個實施例的方式進(jìn)行描述的，但是并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體加以理解，并將各實施例中所涉及的技術(shù)方案看作是可以相互組合成不同實施例的方式來理解本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高溫合金高筒薄壁環(huán)形件的乳制方法，包括如下步驟: 1)下料； 2)墩粗; 3)沖孔及涂覆涂料； 4)裝料； 5)碾環(huán)； 6)環(huán)件頂出。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中進(jìn)一步包括如下步驟:下料時鋸切棒材坯料的體積等于所要生產(chǎn)環(huán)件的體積的3/2倍;將鋸切的棒材坯料置于加熱爐中加熱800-900°C，保溫時間(單位分鐘)按棒料直徑(單位毫米)乘以0.4計算得到。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為棒料直徑(單位毫米)乘以0.6計算得到。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中進(jìn)一步包括如下步驟:步驟I)之后趁熱將坯料置于壓力機或者鍛錘上鐓粗，坯料鐓粗后的高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的2/5-1/2。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中進(jìn)一步包括如下步驟:對鐓粗后的餅坯在鍛錘或壓力機上進(jìn)行沖孔獲得空心圓餅，沖孔孔徑為餅坯直徑的1/3。待所述空心圓餅冷卻后，對其表面進(jìn)行拋丸處理，如有毛刺等缺陷可利用砂輪機或風(fēng)槍進(jìn)行打磨。之后的空心圓餅加熱至80-120°C，保溫40-60min，在其表面均勻涂覆涂料，涂層厚度為0.3-0.5mm。涂料涂覆完畢后，置于50-70 °C電爐中烘干，烘烤時間為2_3h。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中進(jìn)一步包括如下步驟:將經(jīng)過步驟3)處理后的空心圓餅置于加熱爐中加熱至800-900°C，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.4。再加熱至1140-1180°(:，保溫時間(單位分鐘)為圓餅厚度(單位毫米)乘以0.6。加熱完畢后，將所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸(100)上，并置于設(shè)置于輾環(huán)機的主輥(200)內(nèi)側(cè)的套筒(300)之內(nèi)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟:套筒(300)上帶有兩個用于定位空心圓餅的定位孔(301)以及設(shè)置于所述定位孔(301)中的定位銷(302);所述空心圓餅置于輾環(huán)機的芯軸(100)上并由所述定位銷(302)定位之后，操作輾環(huán)機主輥(200)，讓其夾緊空心圓餅。待空心圓餅夾緊后，拔除用于定位空心圓餅的定位銷(302)。7.如權(quán)利要求5-6所述的方法，其特征在于，所述套筒(300)的內(nèi)徑為所要生產(chǎn)環(huán)件外徑的1.02倍，其高度為所要生產(chǎn)環(huán)件高度的1.05倍。8.如權(quán)利要求5-7所述的方法，其特征在于，所述套筒(300)下方存在一個外凸臺(303)，該凸臺(303)與輾環(huán)機主輥(200)下方存在的凹槽進(jìn)行配合，防止套筒(300)在輾環(huán)過程中上下竄動。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5)中進(jìn)一步包括如下步驟:操作輾環(huán)機進(jìn)行輾環(huán)，此時主棍轉(zhuǎn)速為2rad/s，主棍(200)進(jìn)給速度為0.5-lmm/s。待環(huán)件高度長至與套筒高度平齊時，停止主輥(200)進(jìn)給，并對環(huán)件進(jìn)行整圓。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟6)中進(jìn)一步包括如下步驟:將步驟5)中碾環(huán)之后的環(huán)件連帶套筒(300)置于墊環(huán)(400)上，利用沖子(500)將已經(jīng)成形好的環(huán)件從套筒(300)中頂出。
【文檔編號】B21H1/06GK105921651SQ201610484899
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】彭謙之, 李建軍, 樸學(xué)華, 魏志文, 黃茂林, 彭意志, 向前, 張強, 賈貝
【申請人】中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司