TC4钛合金T型材多向锻造成形模具及方法技术

本发明专利技术提供一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具及方法，涉及锻造技术领域。上模第一次压制到位时，横板与竖板均未完全充满，侧模对向成形到位时，竖板基本充满，上模第二次压制到位时，完成横板侧边充填。采用该成形方法既可实现在多向锻造过程中对横板、竖板所需金属体积的精确分配，又可满足对锻造设备成形载荷的预分配以及满足钛合金T型材锻件的成形质量。采用一火一工序的多向锻造成形方法及成形模具，可生产出截面尺寸变化大的薄壁钛合金T型材锻件，锻件尺寸及外形与零件接近，原材料利用率高、机械加工工时少，生产效率高。该方法可实现横板及竖板成形所需金属体积的精确分配，使金属变形均匀、流动合理、组织致密，无需后续校直。后续校直。后续校直。

【技术实现步骤摘要】
TC4钛合金T型材多向锻造成形模具及方法


[0001]本专利技术涉及锻造
，尤其涉及一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具及方法。

技术介绍

[0002]钛及其合金具有密度低、耐蚀性好和比强度高等特性，因此成为了一种优良的结构材料，在航空、航天、海洋及化工机械领域得到广泛应用，在国防科技领域占有重要地位。
[0003]目前主要采用挤压法制造钛合金T型材，但T型材的挤压面临生产效率低、原材料损失较多、成品率低、性能不均匀、模具受力工况复杂、寿命低、薄壁件易出现截面畸变和扭曲等问题，并且挤压T型材存在增加后续校直工序、制造成本高等缺点。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具及方法，以解决上述问题。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，包括：下模、下模垫板、侧模连接组件、侧模、上模、上模连接组件和端面模；下模连接在下模垫板上，位于下模两侧的下模垫板上分别滑动连接有侧模连接组件，两个侧模连接组件相对设置；两个侧模连接组件相对的一端分别连接有侧模，两个侧模相对的一端开设有挤压腔；上模连接在上模连接组件上，上模端部滑动连接在挤压腔中；位于挤压腔两端的下模垫板上分别连接有端面模。
[0006]进一步地，侧模连接组件包括侧模模座、U型压槽、水平推拉杆和水平连接杆，侧模模座一端与侧模连接，侧模模座另一端通过U型压槽与水平推拉杆一端连接，水平推拉杆另一端与水平连接杆螺纹连接。
[0007]进一步地，上模连接组件包括上模连接板和上模承载垫板，上模连接板与上模承载垫板连接，上模连接板内开设有T型槽，上模为T型结构，上模穿装在T型槽中，上模端部伸出于上模连接板。
[0008]进一步地，还包括动梁垫板和工作台垫板，动梁垫板连接在上模承载垫板上表面，工作台垫板连接在下模垫板下表面。
[0009]进一步地，端面模远离挤压腔的一端设置有端面楔块，端面楔块与下模垫板连接；端面模上连接有导柱，导柱滑动穿装在上模连接板中。
[0010]TC4钛合金T型材多向锻造成形方法，按照以下步骤进行：S1、对棒坯进行表面处理；S2、将表面处理完成后的棒坯加热至棒坯的β相变点以下35℃
±
5℃，并对棒坯进行保温处理；S3、将模具加热至350℃~450℃；S4、将加热完成后的模具与锻造设备连接；S5、对上模初始位置以及侧模初始位置进行调节，将棒坯放置在挤压腔内；S6、控制上模下压，直至上模运动至第一次压制位置。S7、控制两个侧模分别向相对的方向运动，直至两个侧模分别与两个端面模侧面接触，并保压；S8、控制上模下压，直至上模下表面与侧模模座上表面接触，
并保压3s；S9、开模取件，完成T型材锻造。
[0011]进一步地，S1具体为：将棒坯放入至电加热炉中加热至100℃~200℃；取出棒坯，直至棒坯表面温度降低至70℃~80℃后，向棒坯表面喷涂防护润滑剂并自然干燥，其中，防护润滑剂的喷涂厚度为0.2mm~0.3mm。
[0012]进一步地，S5中对上模初始位置以及侧模初始位置进行调节，具体为：对上模位置进行调节，使上模下表面与侧模上表面之间的距离大于等于200mm；对侧模位置进行调节，使两个侧模相对的端面之间的距离大于T型材竖板厚度且小于棒坯直径。
[0013]进一步地，S9中开模取件，具体为：模具卸除压力；控制上模向上运动250mm~300mm；控制两个侧模分别向相背离的方向运动350mm~450mm；转移T型材锻件。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：上模第一次压制到位时，横板与竖板均未完全充满，侧模对向成形到位时，竖板基本充满，上模第二次压制到位时，完成横板侧边充填。采用该成形方法既可实现在多向锻造过程中对横板、竖板所需金属体积的精确分配，又可满足对锻造设备成形载荷的预分配以及满足钛合金T型材锻件的成形质量。采用一火一工序的多向锻造成形方法及成形模具，可生产出截面尺寸变化大的薄壁钛合金T型材锻件，锻件尺寸及外形与零件接近，原材料利用率高、机械加工工时少，生产效率高。该方法可实现横板及竖板成形所需金属体积的精确分配，使金属变形均匀、流动合理、组织致密、性能优良，无需后续校直。
附图说明
[0015]图1为钛合金T型材示意图；图2为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具主视图；图3为图2中A
‑
A截面示意图；图4为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具俯视图；图5为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形方法的棒坯位置示意图；图6为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形方法的S6示意图；图7为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形方法的S7示意图；图8为本专利技术实施例提供的TC4钛合金T型材多向锻造成形方法的锻造过程棒坯截面变化示意图。
[0016]图中标记为：1、下模；2、下模垫板；3、侧模；4、上模；5、端面模；6、动梁垫板；7、工作台垫板；8、棒坯；9、侧模模座；10、U型压槽；11、水平推拉杆；12、水平连接杆；13、上模连接板；14、上模承载垫板；15、端面楔块；16、导柱；17、横板；18、竖板。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。
[0018]如图1至图8所示，本专利技术提出的一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，由下模1、下模垫板2、侧模连接组件、侧模3、上模4、上模连接组件、端面模5、动梁垫板6和工作台垫板7等组成。T型材由横板17和竖板组成，其结构对称，截面尺寸变化大，金属变形量大，成形
困难。
[0019]工作台垫板7连接在下模垫板2下表面，工作台垫板7用于与工作台连接。下模1连接在下模垫板2上，下模1嵌在下模垫板2中，下模1上表面与下模垫板2上表面齐平。在锻造过程中，下模1以及下模垫板2均固定无位移。
[0020]位于下模1两侧的下模垫板2上分别滑动连接有侧模连接组件，两个侧模连接组件相对设置。侧模连接组件由侧模模座9、U型压槽10、水平推拉杆11和水平连接杆12组成。侧模模座9与下模垫板2通过燕尾结构进行导向，侧模模座9一端通过T型螺栓与侧模3连接，两个侧模3相对的一端开设有挤压腔。侧模模座9另一端通过U型压槽10与水平推拉杆11一端连接，水平推拉杆11另一端与水平连接杆12螺纹连接。水平连接杆12端部与锻造设备水平合模缸连接，由其提供水平成形载荷。锻造过程中，两个侧模3朝相对的方向运动，实现对棒坯8的压制；两个侧模3朝向相反的方向运动，实现水平方向开模。
[0021]上模4连接在上模连接组件上，上模连接组件由上模连接板13和上模承载垫板14组成，上模连接板13通过T型螺栓与上模承载垫板14连接。动梁垫板6连接在上模承载垫板14上表面，动梁垫板6用于与锻造设备活动横梁连接，由锻造设备垂直合模缸提供垂直成形载荷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，包括：下模、下模垫板、侧模连接组件、侧模、上模、上模连接组件和端面模；其特征在于，下模连接在下模垫板上，位于下模两侧的下模垫板上分别滑动连接有侧模连接组件，两个侧模连接组件相对设置；两个侧模连接组件相对的一端分别连接有侧模，两个侧模相对的一端开设有挤压腔；上模连接在上模连接组件上，上模端部滑动连接在挤压腔中；位于挤压腔两端的下模垫板上分别连接有端面模。2.根据权利要求1所述的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，其特征在于，侧模连接组件包括侧模模座、U型压槽、水平推拉杆和水平连接杆，侧模模座一端与侧模连接，侧模模座另一端通过U型压槽与水平推拉杆一端连接，水平推拉杆另一端与水平连接杆螺纹连接。3.根据权利要求1所述的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，其特征在于，上模连接组件包括上模连接板和上模承载垫板，上模连接板与上模承载垫板连接，上模连接板内开设有T型槽，上模为T型结构，上模穿装在T型槽中，上模端部伸出于上模连接板。4.根据权利要求3所述的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，其特征在于，还包括动梁垫板和工作台垫板，动梁垫板连接在上模承载垫板上表面，工作台垫板连接在下模垫板下表面。5.根据权利要求3所述的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具，其特征在于，端面模远离挤压腔的一端设置有端面楔块，端面楔块与下模垫板连接；端面模上连接有导柱，导柱滑动穿装在上模连接板中。6.根据权利要求1至5任一项所述的TC4钛合金T型材多向锻造成形模具的TC4钛合金T型材多向锻造成形方法，其特征在于，按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文翠，吴艳丽，王金业，张家伟，
申请(专利权)人：中国二十二冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：