專利名稱：新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法。
背景技術(shù)：
隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，宇航材料的性能要求在不斷的提高。在各國(guó)所研發(fā)出的鉭、鈮、鉬、鎢等多種高溫合金材料中，鈮系列合金以其優(yōu)良的高溫力學(xué)性能、可加工性能以及低密度、低成本等在宇航材料中一直占據(jù)著重要地位。美國(guó)在1965年研制的牌號(hào)C103鈮合金使用溫度為1400°C、短時(shí)1500°C，在 1500°C下拉伸強(qiáng)度還有42MPa，是任何鐵基、鎳基合金無(wú)法匹敵的，該合金被廣泛應(yīng)用于航天器耐熱結(jié)構(gòu)，包括各類衛(wèi)星、飛船用輻射冷卻軌、姿控推力室室壁材料。但隨著空間技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提出更高性能要求，相應(yīng)要求材料有更高使用溫度，國(guó)外一方面尋找耐溫更高的材料，如80年代研制成功的錸基(銥涂層)材料，工作溫度可高達(dá)2200°C，但這類材料比鈮合金重很多、且原料稀少、加工工藝復(fù)雜。另一發(fā)展方向是改進(jìn)現(xiàn)有鈮合金、提高其使用溫度，美國(guó)又研制出如Nb-W-Mo-^ 系列等可焊高強(qiáng)鈮合金，其1750°C是拉伸強(qiáng)度與 C103合金1500°C時(shí)相當(dāng)，使用溫度短時(shí)可達(dá)1650°C以上；蘇聯(lián)在這一時(shí)期也主要集中對(duì)他^0-&系列鈮合金進(jìn)行研究，如牌號(hào)5 13 M W鈮合金，其1700°C是拉伸強(qiáng)度達(dá)到60MPa 左右ο中國(guó)專利《一種鈮合金棒材的加工工藝》(申請(qǐng)?zhí)?01010542390. 7)提供了一種以金屬鈮作為基體，添加鎢、鉬和鋯等高熔點(diǎn)金屬元素，通過(guò)固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化的典型強(qiáng)化方式顯著提高了金屬鈮的高溫力學(xué)性能，而且性能穩(wěn)定、成份均勻的高溫高比強(qiáng)度鈮合金 (牌號(hào)Nb521)棒材，其在1400°C時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到190MPa，比C103合金高出近4倍；在1600°C 時(shí)拉伸強(qiáng)度達(dá)到70MPa以上，在1800°C時(shí)拉伸強(qiáng)度仍保持有50MPa以上，該新型鈮合金將航空航天耐熱結(jié)構(gòu)材料工作溫度提高200°C以上。但是，上述鈮合金棒材在加工城異型空心鍛件時(shí)，存在如下技術(shù)缺陷1.無(wú)法保證模具在鍛造沖擊時(shí)的剛度和實(shí)現(xiàn)物料成型后的退料問(wèn)題；2.無(wú)法防止沖頭在瞬間鍛造沖擊時(shí)發(fā)生碎裂及隨著沖頭深入而發(fā)生變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠順利實(shí)現(xiàn)成型后的物料脫模，沖頭不易碎裂及變形的新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為
一種新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其工藝步驟為首先將鈮合金棒坯在空心異型模具上鍛造，脫模后獲得實(shí)心異型坯料，鉆孔，最后用沖頭沿該孔進(jìn)行擴(kuò)孔最終獲得異型空心鍛件成品；
上述空心異型模具采用H13鋼；
上述空心異型模具的大直徑端設(shè)計(jì)有2° 4°的傾斜角度；上述鉆頭選用熱作模具鋼5Cr NiMo。本發(fā)明通過(guò)采用淬火硬度為HRC40 45的H13鋼制作空心異型模具，并將該模具的大直徑端設(shè)計(jì)2° 4°的傾斜角度，從而實(shí)現(xiàn)成型后物料的順利脫模，并可應(yīng)用于批量生產(chǎn)。同時(shí)選用淬火硬度為HRC50 55的熱作模具鋼5CrNiMo作為沖頭材料，從而防止瞬間鍛造沖擊時(shí)發(fā)生碎裂及避免隨著沖頭深入而發(fā)生的變形問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明中空心模具的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式選用Φ 120mm X L的鈮合金棒材，按照空心鍛件重量的1. 2 1. 25倍重量下料，然后將其在空心模具上鍛造，空心異型模具采用H13鋼制造，且其大直徑端設(shè)計(jì)有2° 4° 的傾斜角度，如圖1所示。脫模后獲得實(shí)心異型坯料，鉆孔，然后用沖頭沿該孔進(jìn)行擴(kuò)孔獲得異型空心鍛件成品。上述鉆頭選用熱作模具鋼5Cr NiMo制作。
權(quán)利要求
1.一種新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其工藝步驟為首先將鈮合金棒坯在空心異型模具上鍛造，脫模后獲得實(shí)心異型坯料，鉆孔，最后用沖頭沿該孔進(jìn)行擴(kuò)孔最終獲得異型空心鍛件成品。
2.按照權(quán)利要求1所述的新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其特征是上述空心異型模具采用H13鋼。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其特征是上述空心異型模具的大直徑端設(shè)計(jì)有2° 4°的傾斜角度。
4.按照權(quán)利要求1所述的新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其特征是上述鉆頭選用熱作模具鋼5Cr NiMo。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型鈮合金異型空心鍛件的加工方法，其工藝步驟為首先將鈮合金棒坯在空心異型模具上鍛造，脫模后獲得實(shí)心異型坯料，鉆孔，然后用沖頭沿該孔進(jìn)行擴(kuò)孔獲得異型空心鍛件成品。本發(fā)明通過(guò)采用淬火硬度為HRC40～45的H13鋼制作空心異型模具，并將該模具的大直徑端設(shè)計(jì)2°～4°的傾斜角度，從而實(shí)現(xiàn)成型后物料的順利脫模，并可應(yīng)用于批量生產(chǎn)。同時(shí)選用淬火硬度為HRC50～55的熱作模具鋼5CrNiMo作為沖頭材料，從而防止瞬間鍛造沖擊時(shí)發(fā)生碎裂及避免隨著沖頭深入而發(fā)生的變形問(wèn)題。
文檔編號(hào)B21J13/02GK102294422SQ201110175218
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者姚中杰, 孫偉, 朱中慶, 李積賢, 沈立華, 王培軍, 趙洪章, 趙紅運(yùn) 申請(qǐng)人:寧夏東方鉭業(yè)股份有限公司