本发明专利技术公开了一种不锈钢矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其步骤为：把加热的不锈钢矩形环轧件套装在胀形机内经预热的胀形块外围，启动胀形机使胀形块从环轧件的内圆周表面沿径向挤压环轧件并变形11％～13％后成为异形环坯，完成第一次胀形，再使异形环坯沿中心轴线旋转45°完成第一次旋转；之后，再按上述操作对异形环坯进行变形量为1.8％～2％的第二次胀形及第二次旋转，变形量为1.4％～1.6％的第三次胀形及第三次旋转，以及变形量为1.2％～1.4％的第四次胀形后得到异形环件。所述异形环件的尺寸精度可达相应尺寸的1‰～2‰，主要用于航空航天等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环件的胀形方法，特别是涉及了。
技术介绍
不锈钢矩形环轧件(指纵截面是矩形截面的环轧件)或异形环轧件(指纵截面是非矩形截面的环轧件)采用环轧机轧制后，由于受轧制工艺及设备局限性的影响，其尺寸精度一般不高；只有在环轧件形状较理想和设备性能较优异的情况下，其尺寸精度才能达到相应尺寸的3%。 5%。(千分之三至千分之五)，而且轧制后的环轧件由于应力较大，在后续加工工序中如果控制不好易产生翘曲、变形甚至开裂等缺陷。2009年2月18日公开的中国专利技术专利说明书CN 101367104A公开了一种汽轮发电机护环外补液液压胀形强化工艺，该工艺方法通过外设高压泵并使其产生的高压液体通过高压缸内的通道，然后经由模具部分中的减力柱内的通道注入固定的上锥模与移动的下锥模及护环形成的封闭空间，使护环在液体压力的作用下发生塑性变形来胀形护环，以达到强化护环、提高护环成形精度的目的，从该专利说明书附图可以看出所述护环即矩形环件。该方法对于如何通过胀形来提高环件的尺寸精度未详细披露，只是笼统地得出可以达到提高护环成形精度的目的，即该方法不能解决现有技术中存在的环轧件尺寸精度低的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用胀形块来实现，该方法通过一次大变形和连续三次小变形对所述不锈钢矩形环轧件进行胀形，获得了尺寸精度高的胀形异形环件。为解决上述技术问题，本专利技术所述，其技术方案包括以下步骤把加热到1090°C 1120°C的不锈钢矩形环轧件套装进胀形机，使其内环面套在经预热到275°C 325°C的胀形块的外圆周面外围，所述胀形块的外圆周面具有与最终胀形成形的异形环件的内圆周面相配合一致的形状，此时，径向滑块处于合拢状态；启动胀形机对芯轴滑块施加轴向拉力F使其沿轴向向下移动并沿所述径向滑块的内孔锥面挤压径向滑块使各径向滑块沿径向同步移动扩散，装在径向滑块外圆周面上的胀形块从矩形环轧件的内圆周表面沿径向挤压该矩形环轧件，矩形环轧件发生内、外径尺寸扩大及壁厚减薄塑性变形为异形环坯，完成第一次胀形；在本次胀形过程中，所述矩形环轧件的胀形温度为1090°C 1120°C，胀形时间为^s 38s，保压时间为16s 18s，胀形变形量为11% 13% ；胀形机驱动芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动，并驱动径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的异形环坯，启动胀形机的工作台上的导辊使其驱动所述异形环坯沿中心轴线旋转45°，完成异形环坯的第一次旋转；按上述第一次胀形的操作对经过第一次胀形后的异形环坯进行第二次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1060°C 1090°C，胀形时间为18s ^s，保压时间为9s 12s，胀形变形量为1. 8% 2% ；按上述第一次旋转的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第二次旋转，本次旋转，所述异形环坯与第一次旋转方向同向再旋转45° ；按上述第一次胀形的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第三次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1030°C 1060°C，胀形时间为18s ^s，保压时间为9s 12s，胀形变形量为1. 4% 1. 6% ；按上述第一次旋转的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第三次旋转，本次旋转，所述异形环坯与第一次旋转方向同向再旋转45° ；按上述第一次胀形的操作对经过第三次胀形后的异形环坯进行第四次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1000°C 1030°c，胀形时间为28s 38s，保压时间为20s 22s，胀形变形量为1. 20Z0 1. 4% ；胀形结束后，向上移动芯轴滑块，合拢径向滑块，取出经胀形后的异形环件。上述不锈钢优选材料牌号为lMnl8Crl8N的不锈钢。所述胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力F按下式计算确定F=IXo 0 2XS式中ξ—胀形机胀形系数，本专利技术取1. 26 1. 52 ；σ α 2——胀形温度下不锈钢材料的屈服强度(MPa)，lMnl8Crl8N不锈钢取 180MPa 220ΜΙ^ ；S——矩形环轧件或异形环坯的纵截面面积(mm2)。所述异形环件在热态下的胀形尺寸按以下公式计算确定D = 0(1+β t)+d式中D——异形环件处于热态下的内径尺寸(mm)；D0——异形环件处于冷态下的最终产品内径尺寸(mm)；β,——合金材料在胀形温度下的温度补偿系数(％ )，lMnl8Crl8N不锈钢取 1. 2% 1. 65% ；d——胀形成异形环件后内径尺寸的回弹量(mm)，lMnl8Crl8N不锈钢取2mm 4mm ο采用本专利技术所述方法胀形成形的异形环件，其内径尺寸范围为Φ400πιπι Φ 4500mm,壁厚为 IOmm 200mm，高度为 40mm 750mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下本专利技术通过胀形机上的胀形块与不锈钢矩形环轧件进行刚性接触来直接胀形成形为异形环件，可以获得所需要的胀形尺寸和有利于提高尺寸精度。本专利技术通过把矩形环轧件加热到高温，首先通过一次大变形量把矩形环轧件胀形变形为异形环坯，再通过三次小变形量把异形环坯胀形成形为异形环件，并通过选择合适的胀形温度、胀形时间和保压时间等工艺参数，不会对环轧件的组织产生显著影响，不会出现胀裂现象，还可以使每次胀形后环轧件或异形环坯的回弹量较小；并且在胀形过程中通过把所述异形环坯三次同向旋转45°，可以消除胀形块沿径向扩散胀形时相邻胀形块之间的间隙对异形环坯内圆周面形成的痕迹，从而有利于胀形过程的顺利进行和获得尺寸精度较高的胀形异形环件；在整个胀形过程中，由于胀形块可以实时测量异形环坯内径尺寸的变化情况及每次胀形后内径尺寸的回弹量，并把测量数据及时传送到胀形机的显示器上， 从而在胀形时可以精确控制异形环轧件的胀形尺寸。综上所述，采用本专利技术所述方法胀形的异形环轧件可以得到尺寸精度较高的最终产品尺寸。在胀形过程中，由于胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力F是由胀形机的胀形系数 (ξ)、胀形温度下材料的屈服强度(％.2)及环轧件或异形环坯的纵截面面积( 来确定， 因此，可以针对不同的胀形机和不同材料、尺寸的环轧件或异形环坯来确定轴向拉力F的大小，使环轧件在胀形过程中受力比较均勻和合理，能够保证胀形过程的顺利进行，避免用力过大造成胀裂或用力过小造成胀不动的现象发生。所述胀形后的异形环件的热态胀形内径尺寸(D)由异形环件经胀形后处于冷态下的最终产品内径尺寸(Dtl)、合金材料在胀形温度下的温度补偿系数(i3t)及胀形成异形环件后内径尺寸的回弹量(d)来计算确定，从而在胀形时可以精确控制异形环件的热态尺寸，并在胀形后的异形环件冷却后获得尺寸精度高的冷态尺寸即异形环件经胀形后的最终产品尺寸。以牌号为IMnlSCrlSN的不锈钢胀形异形环件为例，经检测胀形后的该不锈钢异形环件的冷态尺寸即最终产品尺寸，达到了相应尺寸的1%。 2%0 ；经检测该异形环件的内部组织，未发生显著变化，而且无变形、翘曲等缺陷。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是矩形环轧件沿其中心线的纵剖面图。图2是胀形机的结构简图。图3是矩形环轧件的装机示意图。图4是矩形环轧件热胀形成形为异形环件的过程示意图。图5是胀形块脱离胀形后的异形环件的示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王龙祥，邓远翔，高先模，张小林，李波波，亓立刚，
申请(专利权)人：贵州安大航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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