α-β两相钛合金厚壁环锻件的轧制成形方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种环形锻件的社制成形方法，特别是设及了α-β两相铁合金厚壁 环锻件的社制成形方法。
【背景技术】
[0002] 环件的社制成形是指在主漉和忍漉社制力的作用下，壁厚减小，内外径增大的塑 性成形方式。运种成形方式在生产厚壁环锻件时，靠近环件内壁和外壁的金属材料的流动 速度要高于中间部位金属材料的流动速度，而且壁厚越大，两者之间的差异也越大，如果采 用矩形环巧社制成形时，会导致成形后的厚壁环锻件的上端面出现凹槽，即靠近外壁部分 和靠近内壁部分的高度要大于中间部分的高度。
[0003] 目前，运类环件缺陷的解决方法通常有两种：一是放大锻件高度方向尺寸，然后机 加车除端面凹槽或者折叠的方法；二是加大锥漉的下压速度，防止靠近内壁和外壁两侧的 高度增长过快。第一种方法会破坏锻件端面的金属流线，降低环件的强度，而且浪费材料。 第二种方法虽然内壁和外壁两侧的高度增长得到了抑制，却也容易使过量的金属材料流向 内壁和外壁两侧上端，并在此处积压形成折叠；而且如果锥漉的下压速度过快，还会使锻件 端面出现严重的溫升现象，严重影响锻件质量。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种采用靠近内壁处具有凸台的异形环巧成形 为厚壁环锻件的方法，该方法能够避免锻件端面出现凹槽或折叠等缺陷，并且提高环件的 性能和材料利用率。 阳0化]为解决上述技术问题，本发明所述α-β两相铁合金厚壁环锻件的社制成形方 法，其技术方案包括W下步骤：
[0006] 把按规格下料的α-β两相铁合金棒材在锻造加热炉内加热到变形溫度，鐵粗、 冲孔、预社成矩形环巧；
[0007] 把矩形环巧放在压力机的化板上，再将专用模具均匀放在矩形环巧上，WF= 600ΚΝ~5500ΚΝ的下压力驱动压键向下移动，并将矩形环巧压成所需异形环巧，其中，异形 环巧的外壁高度hi小于厚壁环锻件的高度h，异形环巧的内壁高度h2要大于厚壁环锻件的 高度h;异形环巧的凸台上端面厚度d2是异形环巧总厚度d1的0. 25~0. 35倍，下端面厚 度d3要大于或等于0. 4倍异形环巧的总厚度d1;
[0008] 将异形环巧重新加热到变形溫度后装入环社机，设定主漉转速为1.化ad/s、锥漉 转速为0.化ad/s，当异形环巧被咬入进行社制后，控制径向社制力为400KN~3600KN、轴向 社制力为300KN~3400KN，分别驱动主漉Wvi= 2.OOmm/s~4.OOmm/s径向进给速度、锥 漉WV2= 1.lOmm/s~2. 20mm/s的轴向进给速度进行社制成形；
[0009] 当异形部分的空腔被全部充满时，刚好达到了厚壁环锻件所需尺寸；控制锥漉不 再向下作进给运动，调整径向进给速度为0. 40mm/s并逐步减小，对其进行校圆、整形，最终 成形为矩形的厚壁环锻件。
[0010] 所述主漉的径向进给速度Vi和锥漉的轴向进给速度V2满足关系如下：
[0011]
[0012] 式中：di异形环巧的总厚度、h2为异形环巧内壁的高度、d为厚壁环锻件的厚度、h 厚壁环锻件的高度。
[0013] 所述专用模具的上、下两端分别设计了形状相同、尺寸不同的两个模具型腔。
[0014] 所述α-β两相铁合金为Ti6242合金。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0016] 本发明所述α-β两相铁合金厚壁环锻件的社制成形方法，通过采用靠近内壁处 具有凸台的异形环巧成形为厚壁环锻件，该异形环巧的优点在于，终社成形的时候，异形环 巧外壁的上端是一个放空状态，不受外力作用，在社制力的作用下，金属材料除了部分金属 材料会沿切线方向流动，使环件的内径、外径增大，壁厚减小外，还有一部分金属材料会沿 轴向和径向流动，填充异形部分的空腔，而不会在内壁和外壁两侧上端处积压形成折叠。而 且经计算，该异形环巧社制成厚壁环锻件，其变形量为30%~50%，能够满足变形量要求。
[0017] 本方法采用主漉Wvi= 2.OOmm/s~4.OOmm/s径向进给速度、锥漉Wv2= 1. 10mm/ s~2. 20mm/s的轴向进给速度的进给方式，使他们满足公式
保证当外径尺寸 达到要求尺寸时，异形部分刚好被填充完整，避免了径向进给速度和轴向进给速度不匹配 而形成的缺陷，如径向进给速度过快导致异形部分填充不满等缺陷，或者轴向进给速度过 快而导致出现折叠或凹槽等缺陷。而且主漉的径向进给速度为vi= 2.OOmm/s~4. 00mm/ s、锥漉轴向进给速度为V2= 1.lOmm/s~2. 20mm/s不会造成溫升现象。
[0018] W牌号为Ti6242的α-β两相铁合金厚壁环锻件为例：
[0019] 经检测该合金厚壁环锻件无凹槽、折叠等表面缺陷。
[0020] 经检测该合金厚壁环锻件的室溫拉伸性能，其抗拉强度为845MPa(大于设计使用 要求的806. 4MPa)，断后伸长率为6% (大于设计使用要求的5% )。
[0021] 经检测该合金厚壁环锻件的高溫拉伸持久试验的检测结果也均符合技术条件要 求。
[0022] 上述理化检测结果表明，采用改进后的中间巧社制成形的Ti6242厚壁环锻件各 项性能指标均符合要求，解决了端面凹坑、折叠等缺陷，并且其力学性能和组织性能达到了 厚壁环件的使用要求。
【附图说明】
[0023] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0024] 图1是中间巧压型过程示意图。
[0025] 图2是中间巧的结构示意图。
[00%] 图3是专用模具的结构示意图。
[0027] 图4是社制过程中中间巧的截面变化示意图。
[0028] 图5是厚壁环锻件结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 实施本发明所述的α-β两相铁合金厚壁环锻件的社制成形方法需要提供锻造 加热炉、压力机、社环机、机械手等设备。下面W美国材料牌号为Ti6242的α-β两相铁合 金为例来详细说明该方法的【具体实施方式】：
[0030] 该合金的主要化学元素含量（重量