一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法技术

一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法，本发明专利技术属于轴承套圈自动化锻造领域。本发明专利技术要解决现有航空轴承钢套圈自动化锻造制坯过程中易产生裂纹的问题。方法：一、热透后镦粗；二、单工位多工步闭式冲孔；三、返炉二次加热；四、切底；五、单工位多工步往复扩孔。本发明专利技术用于航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制。纹控制。纹控制。

【技术实现步骤摘要】
一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法


[0001]本专利技术属于轴承套圈自动化锻造领域。

技术介绍

[0002]自动化锻造制坯能实现高效率、高稳定性生产，消除人工自由锻中引入的偶然因素干扰，如变形速度不可控、各道次变形程度不可控、人工转移时间不可控等问题。航空轴承用钢如M50、BG801钢等，其具有锻造区间窄、开裂倾向严重、高温硬度高的特点。自动化锻造无法直接沿用原有人工自由锻工艺，即使用空气锤多次打击进行镦粗、冲孔、切底操作后，进行返炉加热，最后扩孔，原因如下：1、人工自由锻工艺冲孔工序打击次数多，模具在成形过程中长期与高温坯料接触，模具磨损速度快，但人工自由锻生产方式灵活，可以采用几个冲头轮换使用、快速更换、后续车修的方式保持生产，自动化锻造制坯生产线生产节拍固定，难以实现冲头的快速更换，因此无法直接沿用人工自由锻工艺；2、若将人工自由锻冲孔、扩孔工艺进行简单修改，将多步成形改为一次成形以减少模具与坯料接触时间，延长冲孔冲头、扩孔冲头寿命，将导致航空轴承钢在冲孔、扩孔过程中超过塑性变形极限，产生冲孔裂纹与扩孔裂纹；3、若按照常规裂纹控制方式，仅通过增加返炉次数以控制冲孔裂纹与扩孔裂纹，则将造成生产效率的极大降低与生产线投资的极大增加。因此，自动化航空轴承钢套圈锻造制坯亟需一种适应自动化生产的裂纹控制方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决现有航空轴承钢套圈自动化锻造制坯过程中易产生裂纹的问题，而提供一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法。
[0004]一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法，它是按照以下步骤进行：
[0005]一、热透后镦粗：
[0006]将棒料热透后进行镦粗，镦粗结束后，在5s内将镦粗后的坯料提离砧板；
[0007]二、单工位多工步闭式冲孔：
[0008]镦粗后的坯料提离砧板后，间隔2s～6s将镦粗后的坯料上下表面同时进行单工位多工步闭式冲孔，得到冲孔后的坯料；
[0009]设单工位多工步闭式冲孔工序中冲孔工步的次数为n，设冲孔后的坯料两侧冲孔的总深度为h，冲孔后的坯料中冲孔的直径为d，设镦粗后的坯料最大外径为D，且h/D≤0.8；当2.5≤D/d，则2≤n≤4；当D/d＜2.5，则4≤n≤6；设第1冲孔工步后两侧冲孔的总深度为Δh1，设第i冲孔工步与第i
‑
1冲孔工步后两侧冲孔的总深度变化量为Δhi；当i＝2～3时，则Δh1:Δhi＝1:(0.5～0.7)；当i＝4～6时，则Δh1:Δhi＝1:(0.3～0.5)；
[0010]所述的单工位多工步闭式冲孔工序中各冲孔工步之间间隔2s～5s，且间隔过程中，冲孔冲头上行，坯料位置不变，坯料与冲孔冲头脱离接触；
[0011]三、返炉二次加热：
[0012]将冲孔后的坯料返炉并进行二次加热，得到重新加热后的冲孔坯料；
[0013]四、切底：
[0014]将重新加热后的冲孔坯料进行切底，得到切底后的坯料；
[0015]五、单工位多工步往复扩孔：
[0016]将切底后的坯料进行单工位多工步往复扩孔，且坯料上下表面交替扩孔，以上下表面均完成一次扩孔作为一次往复扩孔，得到航空轴承钢套圈自动化锻造坯料；
[0017]设单工位多工步往复扩孔后坯料壁厚减薄率为X，X＝(ts
‑
tf)/ts，ts为切底后的坯料平均壁厚，tf为航空轴承钢套圈自动化锻造坯的平均壁厚；当X≤0.3时，则往复扩孔次数为2次～3次，当0.3＜X≤0.5时，则往复扩孔次数为3次～6次；设第1次往复扩孔后壁厚减薄率为ΔX1，设第i次往复扩孔与第i
‑
1次往复扩孔后壁厚减薄的变化量为ΔXi，当i＝2～3时，则ΔX1:ΔXi＝1:(0.7～0.9)；当i＝4～6时，则ΔX1:ΔXi＝1:(0.4～0.6)；
[0018]所述的单工位多工步往复扩孔工序中两次扩孔之间间隔2s～5s，且间隔过程中，扩孔冲头上行，坯料位置不变，坯料与扩孔冲头脱离接触。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术解决了航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹问题，通过分配火次、设置工序间隔时间、设计锻造变形量，在不增加火次而保证航空轴承钢套圈锻造成形温度区间、无法快速更换冲孔冲头与扩孔冲头的条件下，而提供一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法。
[0021]本专利技术用于一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法。
附图说明
[0022]图1为实施例一航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法的工艺流程简图；
[0023]图2为实施例一步骤二中冲孔后的坯料实物图；
[0024]图3为实施例一步骤五中航空轴承钢套圈自动化锻造坯料的实物图；
[0025]图4为对比实验一步骤二中冲孔后的坯料实物图；
[0026]图5为对比实验一步骤五中航空轴承钢套圈自动化锻造坯料的实物图。
具体实施方式
[0027]本专利技术技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
[0028]具体实施方式一：本实施方式一种航空发动机轴承套圈自动化锻造方法，它是按照以下步骤进行：
[0029]一、热透后镦粗：
[0030]将棒料热透后进行镦粗，镦粗结束后，在5s内将镦粗后的坯料提离砧板；
[0031]二、单工位多工步闭式冲孔：
[0032]镦粗后的坯料提离砧板后，间隔2s～6s将镦粗后的坯料上下表面同时进行单工位多工步闭式冲孔，得到冲孔后的坯料；
[0033]设单工位多工步闭式冲孔工序中冲孔工步的次数为n，设冲孔后的坯料两侧冲孔的总深度为h，冲孔后的坯料中冲孔的直径为d，设镦粗后的坯料最大外径为D，且h/D≤0.8；
当2.5≤D/d，则2≤n≤4；当D/d＜2.5，则4≤n≤6；设第1冲孔工步后两侧冲孔的总深度为Δh1，设第i冲孔工步与第i
‑
1冲孔工步后两侧冲孔的总深度变化量为Δhi；当i＝2～3时，则Δh1:Δhi＝1:(0.5～0.7)；当i＝4～6时，则Δh1:Δhi＝1:(0.3～0.5)；
[0034]所述的单工位多工步闭式冲孔工序中各冲孔工步之间间隔2s～5s，且间隔过程中，冲孔冲头上行，坯料位置不变，坯料与冲孔冲头脱离接触；
[0035]三、返炉二次加热：
[0036]将冲孔后的坯料返炉并进行二次加热，得到重新加热后的冲孔坯料；
[0037]四、切底：
[0038]将重新加热后的冲孔坯料进行切底，得到切底后的坯料；
[0039]五、单工位多工步往复扩孔：
[0040]将切底后的坯料进行单工位多工步往复扩孔，且坯料上下表面交替扩孔，以上下表面均完成一次扩孔作为一次往复扩孔，得到航空轴承钢套圈自动化锻造坯料；
[0041]设单工位多工步往复扩孔后坯料壁厚减薄率为X，X＝(ts
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空轴承钢套圈自动化锻造制坯的裂纹控制方法，其特征在于它是按照以下步骤进行：一、热透后镦粗：将棒料热透后进行镦粗，镦粗结束后，在5s内将镦粗后的坯料提离砧板；二、单工位多工步闭式冲孔：镦粗后的坯料提离砧板后，间隔2s～6s将镦粗后的坯料上下表面同时进行单工位多工步闭式冲孔，得到冲孔后的坯料；设单工位多工步闭式冲孔工序中冲孔工步的次数为n，设冲孔后的坯料两侧冲孔的总深度为h，冲孔后的坯料中冲孔的直径为d，设镦粗后的坯料最大外径为D，且h/D≤0.8；当2.5≤D/d，则2≤n≤4；当D/d＜2.5，则4≤n≤6；设第1冲孔工步后两侧冲孔的总深度为Δh1，设第i冲孔工步与第i
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1冲孔工步后两侧冲孔的总深度变化量为Δhi；当i＝2～3时，则Δh1:Δhi＝1:(0.5～0.7)；当i＝4～6时，则Δh1:Δhi＝1:(0.3～0.5)；所述的单工位多工步闭式冲孔工序中各冲孔工步之间间隔2s～5s，且间隔过程中，冲孔冲头上行，坯料位置不变，坯料与冲孔冲头脱离接触；三、返炉二次加热：将冲孔后的坯料返炉并进行二次加热，得到重新加热后的冲孔坯料；四、切底：将重新加热后的冲孔坯料进行切底，得到切底后的坯料；五、单工位多工步往复扩孔：将切底后的坯料进行单工位多工步往复扩孔，且坯料上下表面交替扩孔，以上下表面均完成一次扩孔作为一次往复扩孔，得到航空轴承钢套圈自动化锻造坯料；设单工位多工步往复扩孔后坯料壁厚减薄率为X，X＝(ts
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tf)/ts，ts为切底后的坯料平均壁厚，tf为航空轴承钢套圈自动化锻造坯的平均壁厚；当X≤0.3时，则往复扩孔次数为2次～3次，当0.3＜X≤0.5时，则往复扩孔次数为3次～6次；设第1次往复扩孔后壁厚减薄率为ΔX1，设第i次往复扩孔与第i
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1次往复扩孔后壁厚减薄的变化量为ΔXi，当i＝2～3时，则ΔX1:ΔXi＝1:(0.7～0.9)；当i＝4～6时，则ΔX1:ΔXi＝1:(0.4～0.6)；所述的单工位多工步往复扩孔工序中两次扩孔之间间隔2s～5s，且间隔过程中，扩孔冲头上行，坯料位置不变，坯料与扩孔冲头脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗影影，杨万里，周鹏文，姜宏伟，徐益民，牛海洋，单德彬，郭斌，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨轴承有限公司辽宁银捷装备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：