【技术实现步骤摘要】
一种侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法
本专利技术属于材料加工工程中金属塑性成形领域。具体涉及大规格电镦成形坯件的晶粒匀细化和形状控制工艺改进技术。
技术介绍
电镦工艺是应用于气阀这类超大变截面杆形锻件的局部精准聚料制坯工艺。通过加载在电极上的可变直流电，杆料依靠自身电阻迅速将局部杆料加热至热塑性变形温度以上，同时在杆料的冷端面施加一定的镦粗力，使杆料持续进入加热区并产生连续的局部镦粗变形，以实现杆料的局部连续聚料。在电镦过程中，随着电镦件规格的不断提高，电镦件直径也逐渐增大。电镦件直径的增大，会影响杆料自身电阻产生的热量与外界环境的交换，导致塑性变形部位内部与外部温差较大，引起内部晶粒粗化。另外，杆料的塑性变形部位会由于复杂的参数变化产生波浪和歪斜等宏观的形状缺陷。这些形状缺陷会直接影响锻造过程，造成杆料失稳和折叠，进而影响气阀件的性能。电镦件宏观形状和内部晶粒度都会影响电镦件的性能，传统电镦工艺很难同时控制这两个因素，因此专利技术一种既能控制电镦件宏形状又能使晶粒匀细化的电镦工艺改进技术不可或缺。
【技术保护点】
1.一种侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，杆料、夹持电极、砧子电极在通电情况下形成闭合的电流回路，杆料依靠自身电阻生热，升温至热塑性变形温度，在镦粗缸与砧子电极的速度差下，高温部位产生塑性变形，逐渐形成蒜头，其特征在于：当蒜头直径不断增大并达到稳定阶段且晶粒粗化速度大于粗化速度阈值时，将预热完成的多瓣式环状辅助侧模夹持在蒜头表面；在后续电镦的过程中，多瓣式环状辅助侧模随着砧子电极同步轴向运动，并且多瓣式环状辅助侧模保持恒温并保持与蒜头表面的接触，从而向蒜头表面补充热量与施加压力，促进蒜头发生动态再结晶引起晶粒细化，蒜头表面受到多瓣式环状辅助侧模的约束而使得外形得到改善。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，杆料、夹持电极、砧子电极在通电情况下形成闭合的电流回路，杆料依靠自身电阻生热，升温至热塑性变形温度，在镦粗缸与砧子电极的速度差下，高温部位产生塑性变形，逐渐形成蒜头，其特征在于：当蒜头直径不断增大并达到稳定阶段且晶粒粗化速度大于粗化速度阈值时，将预热完成的多瓣式环状辅助侧模夹持在蒜头表面；在后续电镦的过程中，多瓣式环状辅助侧模随着砧子电极同步轴向运动，并且多瓣式环状辅助侧模保持恒温并保持与蒜头表面的接触，从而向蒜头表面补充热量与施加压力，促进蒜头发生动态再结晶引起晶粒细化，蒜头表面受到多瓣式环状辅助侧模的约束而使得外形得到改善。
2.根据权利要求1所述的侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，其特征在于：多瓣式环状辅助侧模向蒜头施加恒定压力：多瓣式环状辅助侧模以恒定的压力来保持与蒜头表面的接触，并且随着蒜头直径的增大而扩张。
3.根据权利要求2所述的侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，其特征在于：根据最大镦粗力FD来确定侧模向蒜头施加的压力FC：FC＝λFD,λ表示系数，λ∈[0.4,0.5]。
4.根据权利要求1所述的侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，其特征在于：粗化速度阈值为3～6μm/s。
5.根据权利要求1所述的侧模辅助动态调控晶粒细化的电镦成形方法，其特征在于：根据蒜头内外部温度差范围来确定侧模预热温度，蒜头内外部温度差范围限制在430～450℃内，侧模预热温度应大于蒜头内部温度430～450℃。
技术研发人员：蒋立鹤，权国政，蒋倩，马遥遥，黄云峰，陈舒婷，王子晗，张帜，
申请(专利权)人：南京中远海运船舶设备配件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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