一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具制造技术

本实用新型专利技术公开的一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，包括有底板，底板的一端端部由下至上依次设置有过渡挡板及竖直挡板，过渡挡板的第一侧壁面及竖直挡板的第二侧壁面同侧，第一侧壁面、第二侧壁面及上表面均为模具与坯料的接触面；第一侧壁面及第二侧壁面均为弧面，第一底板的上表面为矩形平面，第一侧壁面通过第二侧壁面过渡与上表面平滑连接；底板的侧壁面上设置有若干个吊装孔。该模具在保证加工过程简单、生产效率显著提高的前提下，使成品率大幅提高。大幅提高。大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具


[0001]本技术属于材料加工
，具体涉及一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具。

技术介绍

[0002]钛及钛合金因其比强度高、密度小、无磁、耐腐蚀性优异等特点，被广泛应用于舰船和海洋工程等领域。钛及钛合金带材由于比重小、耐蚀性好、耐高温、稳定性好等诸多优点，被大量使用在化工行业、舰船行业、航空航天、高档建筑外装饰等多种行业，使用范围及用量逐年上升。但钛及钛合金由于原材料价格昂贵、加工难度大，加工工艺路线长，成品率低等因素影响，终端材料价格还是偏高。
[0003]为了解决这一矛盾，使钛及钛合金更大范围普及，近年来，国内外钛加工领域研究人员做出了大量的研究和努力，虽然取得了一些成绩，但距离目标还相去胜远。
[0004]目前，国内外生产钛带材有两种基本工艺，一种是从简化工艺思路考虑，使用冷床炉熔炼工艺，将铸锭熔炼成直接可以轧制的方坯尺寸，省去中间环节，进行直接轧制。其优点是省去了中间加工环节，成品率得到一定提高，但由于熔炼造成的铸态组织无法得到有效改善，直接遗留至成品带材，造成带材无法正常使用，特别是薄带材，其孔洞、疏松等缺陷尤为明显。因此，此种工艺只能少量生产厚度较大，要求较低的低端钛带。另一种是通过自耗电极熔炼成圆锭，通过自由锻造成钛带坯料，再轧制成钛带材。此种工艺生产的钛带，由于自由锻造过程对铸态组织进行了充分破碎和压实，使材料的组织形貌得到根本改变，轧制出的各种规格钛带质量优异，能满足各种市场需求，其唯一缺点就是需经过自由锻造过程，导致钛带材综合成品率较低，钛带材价格偏高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，使钛带板坯的头尾棱角缺肉现象得到解决，使钛带用自由锻造板坯锻造成品率大幅提高。
[0006]本技术所采用的技术方案是，一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，包括有底板，底板的一端端部由下至上依次设置有过渡挡板及竖直挡板，过渡挡板的第一侧壁面及竖直挡板的第二侧壁面同侧，第一侧壁面、第二侧壁面及上表面均为模具与坯料的接触面；
[0007]第一侧壁面及第二侧壁面均为弧面，第一底板的上表面为矩形平面，第一侧壁面通过第二侧壁面过渡与上表面平滑连接；底板的侧壁面上设置有若干个吊装孔。
[0008]本技术的特征还在于，
[0009]第一侧壁面的弧度对应的半径R＝50～100mm；第二侧壁面的弧度对应的半径R＝3000～4000mm。
[0010]第一侧壁面、第二侧壁面及上表面的表面光洁度Ra均不大于3.2μm；底板的厚度不小于200mm；竖直挡板的厚度为200～400mm。
[0011]底板、过渡挡板及竖直挡板均为5CrMnMo板。
[0012]本技术的有益效果是：
[0013](1)本技术方法通过在自由锻生产过程中合理借助专用工模具，突破了国内、外钛带板坯制备关键技术瓶颈，最终获得一种近净成形钛带板坯的自由锻造加工方法。
[0014](2)本技术方法通过在自由锻生产过程中合理借助专用工模具，使钛带用自由锻造板坯锻造成品率由行业现有水平的88％提高到98％，成品率大幅提高；
[0015](3)本技术方法通过在自由锻生产过程中合理借助专用工模具，使钛带板坯的头尾棱角缺肉现象彻底解决；
[0016](4)本技术方法通过在自由锻生产过程中合理借助专用工模具，使锻造过程中采用较大变形，使铸锭的铸态组织得到充分破碎和压实，使板坯的组织形貌得到根本改变，板坯内在质量显著提高；
[0017](5)本技术方法通过在自由锻生产过程中合理借助专用工模具，在大幅提高成品率的前提下，使生产时间显著缩短，生产效率比现有国内、外制备工艺显著提高。
附图说明
[0018]图1为本技术一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具的结构示意图；
[0019]图中，1.底板，2.过渡挡板，3.竖直挡板，4.吊装孔，1-1.上表面，2-1. 第一侧壁面，3-1.第二侧壁面。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0021]本技术提供一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，如图1所示，包括有底板1，底板1的一端端部由下至上依次设置有过渡挡板2及竖直挡板3，过渡挡板2的第一侧壁面2-1及竖直挡板3的第二侧壁面3-1同侧，第一侧壁面2-1、第二侧壁面3-1及上表面1-1均为模具与坯料的接触面；
[0022]第一侧壁面2-1及第二侧壁面3-1均为弧面，第一底板1的上表面1-1 为矩形平面，第一侧壁面2-1通过第二侧壁面3-1过渡与上表面1-1平滑连接；底板1的侧壁面上设置有若干个吊装孔4。
[0023]第一侧壁面2-1的弧度对应的半径R＝50～100mm；第二侧壁面3-1的弧度对应的半径R＝3000～4000mm。
[0024]第一侧壁面2-1、第二侧壁面3-1及上表面1-1的表面光洁度Ra均不大于3.2μm；底板1的厚度不小于200mm；竖直挡板3的厚度为200～400mm。
[0025]底板1、过渡挡板2及竖直挡板3均为5CrMnMo板。
[0026]本技术模具采用5CrMnMo材料制作，设计各点及受力面应完全满足使用过程工艺要求。其中，图1中竖直挡板3的厚度为200～400mm，该处厚度主要考虑板坯端部成形过程中承受来自坯料流动所产生的横向压力，设计中考虑其受力不小于坯料流动所产生的最大横向压力，设计厚度根据最大横向压力确定。此面与坯料不接触，应此对表面光洁度不做要求。图1中第二侧壁面3-1为钛带头尾端面成形的主要工作面，为了在成品钛带板坯头尾基本实现平齐，此面设计应采用弧面设计，表面光洁度Ra不大于小于3.2 μm，弧度设计范围应控制在R＝3000～4000mm之间，否则将导致成品板坯头尾凹陷，端头不平。图1中第一侧壁
面2-1应考虑圆弧设计，表面光洁度 Ra应不大于3.2μm，弧度设计范围应控制在R＝50～100mm之间，其目的主要考虑钛带坯料成形过程中，此处坯料流动较难到达。其次，如采用直角设计，易在此处产生较严重的应力集中，导致工模具从此处断裂。图1中坯料成形过程中长度、宽度方向接触面，接触面最大，受力也最大，设计主要考虑该上表面1-1应满足的坯料长度、宽度方向变形过程中尺寸要求。同时，应充分考虑底面在坯料变形过程中长期使用的整体平整度应不大于10mm。图1中，专用工模具底面的厚度，其受力主要为上、下锤头之间对坯料锻打的垂直力，其厚度不小于200mm。图1中吊装孔4，设计考虑工模具在使用中的方便吊装。图1中，模具中，不与坯料接触的侧壁面，由于坯料要从600～ 700mm尺寸区间锻造至300～400mm，应此，设计时应考虑与底面接触净高度不小于坯料尺寸。
[0027]本技术还提供一种近净成形钛带板坯的自由锻造加工方法，具体按以下步骤实施：
[0028]步骤(1)铸锭制备：将原料钛及钛合金铸锭经过外圆周方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，其特征在于，包括有底板(1)，所述底板(1)的一端端部由下至上依次设置有过渡挡板(2)及竖直挡板(3)，过渡挡板(2)的第一侧壁面(2-1)及竖直挡板(3)的第二侧壁面(3-1)同侧，第一侧壁面(2-1)、第二侧壁面(3-1)及上表面(1-1)均为模具与坯料的接触面；第一侧壁面(2-1)及第二侧壁面(3-1)均为弧面，第一底板(1)的上表面(1-1)为矩形平面，第一侧壁面(2-1)通过第二侧壁面(3-1)过渡与上表面(1-1)平滑连接；底板(1)的侧壁面上设置有若干个吊装孔(4)。2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金钛带坯锻造用模具，其特征在于，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩利，张晓勇，张起，岳旭，同晓乐，顾忠明，王双礼，
申请(专利权)人：新疆湘润新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：