本发明专利技术属于钛合金的辗轧成形技术领域，具体涉及一种高筒薄壁钛合金环形锻件的成形方法。包括：下料、镦饼、冲孔、机加内孔，得到第一中间坯；对中间件进行芯轴拔长；对拔长后的中间件采用内孔专用冲头分别从内孔两端进行胀孔，得到第二中间坯；对第二中间坯进行环轧，实现进一步扩孔，并消除胀孔后内控的不均匀。并消除胀孔后内控的不均匀。并消除胀孔后内控的不均匀。
【技术实现步骤摘要】
一种高筒薄壁钛合金环形锻件的成形方法
[0001]本专利技术属于钛合金的辗轧成形
，具体涉及一种高筒薄壁钛合金环形锻件的成形方法。
技术介绍
[0002]钛合金具有良好的室温及高温力学性能、耐腐蚀性能、优异的冷热加工工艺性等性能，通过热处理可以实现良好的强度和塑性匹配。
[0003]以TA18钛合金为例，该合金对缺口不敏感，在许多介质中具有良好的抗蚀性，因此在航空航天管路系统及石化行业得到了大量的应用。对于大高径比高筒薄壁钛合金锻件一般采用碾轧成型的锻造方法，目前主要成型工艺路线为：先镦饼—钻孔—马扩—环轧。该成型工艺具有原材料利用率低、生产效率低、生产成本高等缺点。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：解决钛合金薄壁高筒环形锻件的成型问题，提高材料利用率及生产效率，降低该类型锻件的生产成本。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种高筒薄壁钛合金环形锻件的成形方法，包括：
[0007]下料、镦饼、冲孔、机加内孔，得到第一中间坯；
[0008]对中间件进行芯轴拔长；
[0009]对拔长后的中间件采用内孔专用冲头分别从内孔两端进行胀孔，得到第二中间坯；
[0010]对第二中间坯进行环轧，实现进一步扩孔，并消除胀孔后内控的不均匀。
[0011]下料、镦饼、冲孔，包括：
[0012]坯料加热，然后进行热包套，包套后回炉保温60min后出炉进行锻压；
[0013]在压机上锻压坯料，形成饼坯，饼坯冲孔，孔直径等于芯轴直径。
[0014]机加后的内孔直径比芯轴直径大5
‑
10mm。
[0015]对中间件进行芯轴拔长，包括：
[0016]第一火：采用六方芯轴拔长，其中，每锤压下量30～50mm，满砧送进，使孔贴实芯轴；
[0017]第二火：采用圆形芯轴拔长，其中，每次送进长度的1/5，每锤压下量30～50mm。
[0018]对拔长后的中间件采用内孔专用冲头分别从内孔两端进行胀孔，得到第二中间坯，包括：
[0019]第一火：采用锥形的第一内孔专用冲头依次从内孔两端进行胀孔，使内孔胀大30～80mm；两次胀孔的下压高度均为拔长后的中间件长度的2/3；
[0020]第二火：采用锥形的第二内孔专用冲头依次从内孔两端进行胀孔，使内孔胀大40～100mm；两次胀孔的下压高度均为拔长后的中间件长度的2/3。
[0021]胀孔的锻造设备为16MN或2500t压力机，下压速率控制在10～15mm/s。
[0022]包套材料采用10～15mm厚度的高温棉。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在原有的钛合金高筒环形锻件辗轧工艺中，将镦饼、钻孔、马扩、环轧改为镦饼、冲孔、芯轴拔长、胀孔、环轧；通过镦饼、冲孔可以得到环形，节省了钻孔的原材料浪费，芯轴拔长减小受压截面面积，降低了制坯的变形抗力，得到高径比预制坯，胀孔可以将预制坯外径、内径扩大，实现了得到高筒环形钛合金环坯的目的，为钛合金高筒环形锻件的成形工艺提供了一种新的选择途径。
附图说明
[0024]图1为一种钛合金高筒薄壁环形锻件的辗轧成形方法的流程图。
[0025]图2a为六方芯轴的示意图。
[0026]图2b为圆形芯轴的示意图。
[0027]图3a为冲头1的示意图。
[0028]图3b为冲头2的示意图。
具体实施方式
[0029]以下结合实施例对具体实施方式进行说明。
[0030]实施例1
[0031]以某航天用钛合金高筒环形锻件(材料为TA18钛合金)为例，当使用传统碾轧工艺时，需要189.8KG原材料，8火次锻造。通过本专利技术的工艺，仅需要168.3KG(φ230
×
～900mm)原材料，6火次锻造，节省了原材料，减少了火次，降低了生产成本。
[0032]如图1所示，详细工艺步骤如下：
[0033]步骤一：下料：下料规格：φ230
×
900mm，倒角R5mm。
[0034]步骤二：镦饼、冲孔：坯料加热：棒料冷料加热，预热(700℃
±
50℃)保温时间按60min，升温至900℃，保温100min；在高温保温后进行热包套(包套材料用10～15mm厚度高温棉及粉状高温黏结剂)，包套后回炉保温60min后出炉进行锻压。一火成形，镦粗至Φ340
×
410mm后冲内孔，冲出的内孔尺寸为Φ100
×
～130mm。
[0035]步骤三：机加内孔：内孔车至Φ105mm，倒内孔圆角R10mm。
[0036]步骤四：芯轴拔长：在16MN/2500T油压机上进行，采用二火次成形，加热温度：930℃保温120min，热料回炉保温时间减半。尺寸为Φ300
×
Φ150
×
670mm，第一火轻缓变形，使孔贴实芯轴。采用图2a的芯轴1进行拔长，每锤压下量30mm，满砧送进；第二火采用图2b的芯轴2进行拔长，每次送进锻件长度的1/5，每锤压下量50mm。
[0037]步骤五：胀孔：在16MN/2500T油压机上进行，二火次成形。加热温度：930℃保温100min，热料回炉保温时间减半。第一火采用图3a的冲头1进行Φ195胀孔，尺寸为Φ325
×
Φ195
×
660mm；然后翻面，从另外一端进行胀孔；第二火采用图3b的冲头2进行Φ235mm进行胀孔，然后翻面，从另外一端进行胀孔；最终尺寸为Φ355
×
Φ235
×
650mm。所有胀孔的下压高度均为拔长后的中间件长度的2/3；胀孔的锻造设备为16MN或2500t压力机，下压速率控制在10～15mm/s。
[0038]步骤六：环轧：在Φ1600mm立式环扎机上进行。一火次成形，加热制度：930℃保温
80min：最终锻件尺寸为Φ385
×
Φ280
×
650mm。
[0039]实施例2
[0040]步骤一：下料：下料规格：φ300
×
1070mm，倒角R5mm。
[0041]步骤二：镦饼、冲孔：坯料加热：棒料冷料加热，预热(700℃
±
50℃)保温时间按80min，升温至900℃，保温130min；在高温保温后进行热包套(包套材料用10～15mm厚度高温棉及粉状高温黏结剂)，包套后回炉保温60min后出炉进行锻压。两火成形，镦粗至Φ485
×
410mm后冲内孔，冲出的内孔尺寸为Φ120
×
～130mm。
[0042]步骤三：机加内孔：内孔车至Φ125mm，倒内孔圆角R10mm。
[0043]步骤四：芯轴拔长：在16MN/2500T油压机上进行，采用二火次成形，加热温度：930℃保温80min，热料回炉保温时间减半本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高筒薄壁钛合金环形锻件的成形方法，其特征在于，包括：下料、镦饼、冲孔、机加内孔，得到第一中间坯；对中间件进行芯轴拔长；对拔长后的中间件采用内孔专用冲头分别从内孔两端进行胀孔，得到第二中间坯；对第二中间坯进行环轧，实现进一步扩孔，并消除胀孔后内控的不均匀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下料、镦饼、冲孔，包括：坯料加热，然后进行热包套，包套后回炉保温60min后出炉进行锻压；在压机上锻压坯料，形成饼坯，饼坯冲孔，孔直径等于芯轴直径。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，机加后的内孔直径比芯轴直径大5
‑
10mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对中间件进行芯轴拔长，包括：第一火：采用六方芯轴拔长，其中，每锤压下量30～50mm，满砧送进，使孔贴实芯轴；第二火：采用圆形芯轴拔长，其中，每次送进长度的1/5，每锤压下量...
【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，冯晓艳，王玉佩，林剑，张帅，郭明辉，
申请(专利权)人：陕西宏远航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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