一種f22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、脹形、軋制步驟，其中：所述鐓粗步驟中，利用模具對棒材進(jìn)行擠壓，獲得法蘭環(huán)外形，通過調(diào)整軋制工藝、鐓粗變形量，最終獲得法蘭環(huán)件。本發(fā)明的有益效果：通過模鍛和軋制工藝的組合，提高了材料利用率和生產(chǎn)效率，最大限度地保證了鍛件流線的完整性、并且機(jī)加工余量小。
【專利說明】—種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及法蘭環(huán)件鍛造工藝方法，尤其涉及一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法。

【背景技術(shù)】
[0002]法蘭環(huán)件廣泛地應(yīng)用于航空、航天、汽車等眾多的行業(yè)領(lǐng)域，法蘭環(huán)件是一類典型矩形截面環(huán)件，廣泛用作軸承圈、齒圈、飛輪等機(jī)械零件。對于直徑較大(> 450_)高強(qiáng)度鋼制薄法蘭盤和齒輪坯，即使熱鍛成形，也需要特大噸位的鍛壓設(shè)備，設(shè)備投資巨大，而且，鍛件厚度誤差較大，鍛件誤差較大，機(jī)加工余量大，刀具消耗量大，原材料利用率低，生產(chǎn)成本聞。
[0003]第3屆全國精密鍛造學(xué)術(shù)研討會論文集(2008年12月3_5日?江蘇鹽城)由武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院朱春東等三人發(fā)表的會議論文《對稱雙輥軸向軋制法蘭環(huán)件變形規(guī)律研究》公開了用對稱雙輥軸向軋制法蘭類環(huán)件，利用有限元法研究了軋制過程中金屬流向、應(yīng)變、應(yīng)力的分布及變形規(guī)律，為對稱雙輥軋制法蘭環(huán)件工藝設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，本論文尚未公開具體的法蘭環(huán)件制坯、軋制等鍛造成形過程中的有關(guān)工藝技術(shù)和參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，解決現(xiàn)有工藝技術(shù)中非等截面法蘭環(huán)件制造過程中材料利用率低、生產(chǎn)效率低、鍛件流線切斷嚴(yán)重、機(jī)加工余量大等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、脹形、軋制步驟，其中:所述鐓粗步驟中，利用模具對棒材進(jìn)行擠壓，獲得法蘭環(huán)外形，具體步驟如下:步驟一，鋸切
將F22合金棒材按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切；
步驟二，鐓粗、沖孔
將鋸切好F22合金棒材加熱至1100°C?1160°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度 X4min/10mm ；
將加熱并保溫的F22合金棒材在模具中進(jìn)行鐓粗得到異形坯料，沖孔后獲得異形環(huán)坯
A；
步驟三，脹形
將沖頭放入異形環(huán)坯A上端，用壓機(jī)對沖頭施加壓力F1，使得沖頭壓入異形環(huán)坯A內(nèi)，獲得異形環(huán)坯B ；
步驟四，將異形環(huán)坯B放在環(huán)軋機(jī)上，環(huán)軋機(jī)的主輥模具的轉(zhuǎn)速為1.5rad/s,芯輥模具以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對異形環(huán)坯B進(jìn)行環(huán)軋，最終獲得非等截面法蘭環(huán)鍛件。
[0006]所述步驟三中壓機(jī)對沖頭施加的壓力Fl為2500T?3500T。
[0007]步驟四中芯輥模具的進(jìn)給速度分為三段:
軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到0.5mm/s ；
穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由0.5mm/s增加到lmm/s ；
校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由lmm/s逐漸減小到Omm/s。
[0008]步驟四中芯輥模具壓力F2為550T。
[0009]步驟二中鐓粗變形量為30%?40%。
[0010]所述鍛造成形的非等截面法蘭環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ400πιπι?Φ2000πιπι，壁厚為 50mm ?120mm,高度為 200mm ?1000mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，在鐓粗制坯時(shí)采取模具擠壓，獲得法蘭環(huán)外形，然后經(jīng)過沖孔及分階段軋制，優(yōu)化軋制工藝參數(shù)及工序，最終獲得與零件外形尺寸相近的非等截面法蘭環(huán)鍛件，提高了材料利用率和生產(chǎn)效率，通過模鍛和軋制工藝的組合，最大限度地保證了鍛件流線的完整性、并且機(jī)加工余量小。鐓粗制坯時(shí)，控制變形量為30%?40%，法蘭環(huán)鍛件軸向整體應(yīng)變量增大，靠近外徑部分徑向應(yīng)變增大，有利于鍛件內(nèi)部充分鍛透，減少疏松，并形成較好的晶粒組織分布，提聞了鍛件綜合性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為鐓粗安裝示意圖；
圖2為繳粗后毛還圖；
圖3為沖孔后環(huán)還圖；
圖4為脹形安裝示意圖；
圖5為脹形后不意圖；
圖6為軋制示意圖；
圖7為最終獲得的非等截面法蘭環(huán)鍛件結(jié)構(gòu)圖；
圖中，I一棒材，2—模具，3—異形坯料，4一環(huán)坯A，5—沖頭，6—環(huán)坯B，7—芯輥模具，8 一主棍模具，9 一法蘭環(huán)鍛件。

【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]實(shí)施本發(fā)明所述的一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機(jī)、軋環(huán)機(jī)、機(jī)械手及其他工裝模具等設(shè)備。
[0015]該合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為:含C量0.05%?0.15%、含Mn量 0.30%?0.60%、含 Mo 量 0.87%?1.13%、含 Cr 量 2.0%?2.5%、含 S 量彡 0.04%、含 P 量<0.04%、含 Si 量< 0.50%、含 Cu 量< 0.30%、其余為 Fe。
[0016]如圖1?圖7所示，一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、脹形、軋制步驟，其中:所述鐓粗步驟中，利用模具2對棒材I進(jìn)行擠壓，獲得法蘭環(huán)外形，具體步驟如下:
步驟一，鋸切
將F22合金棒材I按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切；
步驟二，鐓粗、沖孔
將鋸切好F22合金棒材I加熱至1100°C?1160°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度 X4min/10mm ；
將加熱并保溫的F22合金棒材I在模具2中進(jìn)行鐓粗得到異形坯料3，沖孔后獲得異形環(huán)還A4 ；
步驟三，脹形
將沖頭5放入異形環(huán)坯A4上端，用壓機(jī)對沖頭5施加壓力Fl，使得沖頭5壓入異形環(huán)坯A4內(nèi)，獲得異形環(huán)坯B6 ；
步驟四，將異形環(huán)坯B6放在環(huán)軋機(jī)上，環(huán)軋機(jī)的主輥模具8的轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，芯輥模具7以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對異形環(huán)坯B6進(jìn)行環(huán)軋，最終獲得非等截面法蘭環(huán)鍛件9。
[0017]所述步驟三中壓機(jī)對沖頭5施加的壓力Fl為2500T?3500T。
[0018]步驟四中芯輥模具7的進(jìn)給速度分為三段:
軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到0.5mm/s ；
穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由0.5mm/s增加到lmm/s ；
校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由lmm/s逐漸減小到Omm/s。
[0019]步驟四中芯輥模具7壓力F2為550T。
[0020]步驟二中鐓粗變形量為30%?40%。
[0021]所述鍛造成形的非等截面法蘭環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ400πιπι?Φ2000πιπι，壁厚為 50mm ?120mm,高度為 200mm ?1000mm。
[0022]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、脹形、軋制步驟，其特征在于:所述鐓粗步驟中，利用模具(2)對棒材(I)進(jìn)行擠壓，獲得法蘭環(huán)外形，具體步驟如下: 步驟一，鋸切 將F22合金棒材(I)按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切； 步驟二，鐓粗、沖孔 將鋸切好F22合金棒材(I)加熱至1100°C?1160°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度 X4min/10mm ； 將加熱并保溫的F22合金棒材(I)在模具(2)中進(jìn)行鐓粗得到異形坯料(3)，沖孔后獲得異形環(huán)坯A (4)； 步驟三，脹形 將沖頭(5)放入異形環(huán)坯A (4)上端，用壓機(jī)對沖頭(5)施加壓力F1，使得沖頭(5)壓入異形環(huán)坯A (4)內(nèi)，獲得異形環(huán)坯B (6)； 步驟四，將異形環(huán)坯B (6)放在環(huán)軋機(jī)上，環(huán)軋機(jī)的主輥模具(8)的轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，芯輥模具(7)以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對異形環(huán)坯B (6)進(jìn)行環(huán)軋，最終獲得非等截面法蘭環(huán)鍛件(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟三中壓機(jī)對沖頭(5)施加的壓力Fl為2500T?3500T。
3.如權(quán)利要求1所述的F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:步驟四中芯輥模具(7)的進(jìn)給速度分為三段: 軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到0.5mm/s ； 穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由0.5mm/s增加到lmm/s ； 校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由lmm/s逐漸減小到Omm/s。
4.如權(quán)利要求1所述的F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:步驟四中芯輥模具(7)壓力F2為550T。
5.如權(quán)利要求1所述的F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:步驟二中鐓粗變形量為30%?40%。
6.如權(quán)利要求1?4所述的F22合金非等截面法蘭環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于，所述鍛造成形的非等截面法蘭環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為cMOOmm?Φ2000ι?πι,壁厚為50mm?120mm,高度為 200mm ?1000mm。
【文檔編號】B23P15/00GK104259762SQ201410404243
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】張華 , 孫傳華, 謝撰業(yè), 劉朝輝, 何濤, 蘭寶山, 丁學(xué)生, 項(xiàng)春花, 楊汝彪 申請人:貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司