合金坯料4加熱至85°C~115°C，設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 75~85r/min，旋輪3縱向進(jìn)給速度為85~95r/min;第一道次旋壓中鎂合金坯料4的變 形量為30%~40% ;
[0037] 第二道次旋壓：將鎂合金坯料4繼續(xù)加熱至120°C~140°C，設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn) 速為75~85r/min，旋輪3縱向進(jìn)給速度為85~95r/min，第二道次旋壓中鎂合金坯料4 的變形量為20 %~30% ;
[0038] 第三道次旋壓：將鎂合金坯料4繼續(xù)加熱至190°C~210°C，保溫10~15min，設(shè) 置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為55~65r/min，旋輪3縱向進(jìn)給速度為55~60r/min;第三道次旋 壓中鎂合金坯料4的變形量為15%~20%。
[0039] (三）、對鎂合金坯料4進(jìn)行多道次精密旋壓，具體工藝條件為：將鎂合金坯料4溫 度降至50~60°C，提高旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速至80~90r/min，旋輪3縱向進(jìn)給速度為95~ 105mm/min。每道次旋壓的變形量為5%~10%;精密旋壓的次數(shù)為2~3次。精密旋壓完 成后，待鎂合金坯料4冷卻至室溫，進(jìn)行最后一道次精整，保證壁厚、圓度及軸向形位公差。
[0040] (四）、對旋壓后的產(chǎn)品進(jìn)行時(shí)效熱處理，時(shí)效溫度為190°C~210°C，保溫時(shí)間為 IlOmin~130min，之后進(jìn)行空冷。
[0041] 實(shí)施例1
[0042] 以產(chǎn)品尺寸內(nèi)徑?72L5mm，高度450mm，壁厚5mm，筋高30mm，筋寬IOmm的鎂合金 艙體為例，按照圖2的鎂合金筒形件精密旋壓工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)加工。
[0043] (1)旋壓準(zhǔn)備
[0044] 對環(huán)乳后的坯料進(jìn)行超聲波探傷，應(yīng)符合GJB5154-2002B級要求，保證坯料 內(nèi)部不存在裂紋等較大缺陷，防止旋壓過程中，在旋輪壓力作用下發(fā)生開裂；將合格的 環(huán)乳坯料機(jī)加工至旋壓用坯料尺寸：加強(qiáng)筋部位內(nèi)徑? 659. 5 ± 0. 5mm，旋壓部位內(nèi)徑 ? 689. 5 ± 0. 5mm，外徑? 729. 5 ± 0. 5mm，長度230mm，裝卡部位根據(jù)旋壓模具2定位螺栓進(jìn) 行配加工；安裝旋壓模具2,保證芯模徑向跳動(dòng)小于0. 05mm;調(diào)整旋輪基座，安裝旋輪3,旋 輪R= 10mm，旋輪攻角0°，安裝完成后拷貝芯模（拷貝芯模是設(shè)定旋壓程序的必要步驟， 主要是將芯模的輪廓及其零點(diǎn)定義在旋壓程序模型中，根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)去設(shè)定旋壓工藝參 數(shù)）。
[0045] (2)旋壓參數(shù)設(shè)定
[0046] 根據(jù)普旋、強(qiáng)旋不同階段調(diào)整每道次間隙，設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速55r/min~ 85r/min，旋輪縱向進(jìn)給55r/min~95mm/min;采用2把氧氣乙炔槍進(jìn)行輔助加熱，溫度在 85°C~210°C;繪制旋輪3行程曲線，保證曲線之間的銜接處光滑過度，防止在旋壓過程中 出現(xiàn)局部應(yīng)力過大而造成的開裂現(xiàn)象；設(shè)定旋壓程序工序步，并進(jìn)行空載運(yùn)行，檢驗(yàn)程序運(yùn) 行是否符合要求；檢驗(yàn)完成后，坯料4外表面與模具2內(nèi)表面分別涂抹潤滑油（N46#液壓 油），將旋壓坯料裝卡至模具中，保證在旋壓過程中坯料不發(fā)生偏移、錯(cuò)動(dòng)等現(xiàn)象，準(zhǔn)備進(jìn)行 旋壓。
[0047] (3)細(xì)晶粒協(xié)調(diào)變形技術(shù)
[0048] 用氧氣乙炔槍將鎂合金還料4加熱至100°C，轉(zhuǎn)速80r/min，進(jìn)給速度90r/min，采 用大變形量旋壓，第一道次變形量為30%~40%，使大晶粒發(fā)生破碎；將溫度提升至130°C 進(jìn)行第二道次旋壓，變形量均為20 %~30%。
[0049] (4)組織熱行為強(qiáng)化技術(shù)
[0050] 將鎂合金坯料4由130°C提升至200°C，保溫lOmin，使鎂合金坯料4受熱均勻， 降低主軸轉(zhuǎn)速至60r/min，進(jìn)給速度降至60r/min，進(jìn)行第三道次旋壓變形，道次變形量為 15%~20%，使晶粒在高溫下均勻協(xié)調(diào)變形，并促使鎂合金材料在熱變形過程中發(fā)生動(dòng)態(tài) 析出，獲得性能優(yōu)良的組織，進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)品力學(xué)性能。
[0051] (5)精密旋壓工藝
[0052] 將鎂合金還料4溫度降至60°C，提高主軸轉(zhuǎn)速至80r/min，進(jìn)給速度為100mm/min， 采用兩道次旋壓，每道次變形量為5%~10%，保證鎂合金還料4貼胎；完成后，待鎂合金還 料4冷卻至室溫，進(jìn)行最后一道次精整，保證壁厚、圓度及軸向形位公差。
[0053] (6)時(shí)效熱處理
[0054] 對旋壓后的產(chǎn)品進(jìn)行時(shí)效熱處理，時(shí)效溫度為200°C，保溫120min，空冷。
[0055] (7)檢驗(yàn)
[0056] 檢測產(chǎn)品表面質(zhì)量，測量壁厚、直徑等數(shù)據(jù)。
[0057] 本實(shí)施例采用坯料精密旋壓技術(shù)與細(xì)晶粒協(xié)調(diào)變形技術(shù)相結(jié)合的方法，制備出的 帶內(nèi)加強(qiáng)筋鎂合金筒形件，與原材料性能相比（見表1)，有效提高了產(chǎn)品軸向、周向力學(xué)性 能（見表2)，減少了各向異性，增加了產(chǎn)品使用過程中的安全性，同時(shí)，旋壓后產(chǎn)品尺寸精 度高（見表3)，接近產(chǎn)品最終尺寸要求，大幅度縮短了后續(xù)機(jī)加工周期，提高了材料的利用 率，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本；結(jié)合組織熱行為強(qiáng)化技術(shù)，將組織熱行為與組織強(qiáng)化相結(jié)合，使 鎂合金發(fā)生動(dòng)態(tài)析出，進(jìn)一步提高其力學(xué)性能，同時(shí)采用該技術(shù)后，其后續(xù)時(shí)效熱處理周期 由30h縮短至2h，提高了生產(chǎn)效率。
[0058] 表1鎂合金原材料力學(xué)性能


[0066] 以上所述，僅為本發(fā)明最佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0067] 本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，其特征在于：包括如下步 驟： (一） 、將旋壓模具（2)和旋輪（3)安裝在旋壓機(jī)上，將鎂合金坯料（4)裝卡至旋壓模 具（2)中，使鎂合金坯料（4)與旋壓模具（2)內(nèi)表面接觸，旋輪（3)設(shè)置在旋壓模具（2)內(nèi) 部，所述旋壓模具（2)為與待制備鎂合金筒形件結(jié)構(gòu)匹配的筒形結(jié)構(gòu)； (二） 、對鎂合金坯料（4)進(jìn)行三道次旋壓，其中第一道次旋壓中鎂合金坯料（4)的變 形量為30 %~40%，第二道次旋壓中鎂合金坯料（4)的變形量為20 %~30%，第三道次旋 壓中鎂合金坯料（4)的變形量為15%~20%;三道次旋壓過程中設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 55r/min~85r/min，旋輪（3)縱向進(jìn)給速度為55r/min~95r/min，對鎂合金還料（4)的加 熱溫度為85°C~210°C ;對鎂合金坯料（4)進(jìn)行旋壓過程中，加強(qiáng)筋（1)位置留出，不進(jìn)行 旋壓； (三） 、對鎂合金坯料（4)進(jìn)行多道次精密旋壓，每道次旋壓的變形量為5%~10% ; (四） 、對旋壓后的產(chǎn)品進(jìn)行時(shí)效熱處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，其特 征在于：所述步驟（二）中三道次旋壓的具體工藝條件如下： 第一道次旋壓：將鎂合金坯料（4)加熱至85°C~115°C，設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 75~85r/min，旋輪（3)縱向進(jìn)給速度為85~95r/min ; 第二道次旋壓：將鎂合金坯料（4)繼續(xù)加熱至120°C~140°C，設(shè)置旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速 為75~85r/min，旋輪（3)縱向進(jìn)給速度為85~95r/min ; 第三道次旋壓：將鎂合金坯料（4)繼續(xù)加熱至190°C~210°C，保溫10~15min，設(shè)置 旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為55~65r/min，旋輪（3)縱向進(jìn)給速度為55~60r/min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，其特 征在于：所述步驟（三）中精密旋壓的工藝條件為：將鎂合金坯料（4)溫度降至50~60°C， 提高旋壓機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速至80~90r/min，旋輪（3)縱向進(jìn)給速度為95~105mm/min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法， 其特征在于：所述步驟（三）中精密旋壓的次數(shù)為2~3次。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，其特 征在于：所述步驟（四）中時(shí)效處理的工藝條件為：時(shí)效溫度為190°C~210°C，保溫時(shí)間為 IlOmin~130min，之后進(jìn)行空冷。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，其特 征在于：所述步驟（三）精密旋壓完成后，待鎂合金坯料（4)冷卻至室溫，進(jìn)行最后一道次 精整，保證壁厚、圓度及軸向形位公差。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法， 其特征在于：采用環(huán)乳后機(jī)加工料做為坯料（4);采用氧氣乙炔槍對鎂合金坯料（4)進(jìn)行加 熱。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法， 其特征在于：所述旋輪（3)的半徑R為10~12_。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法， 其特征在于：將鎂合金坯料（4)裝卡至旋壓模具（2)之前，在鎂合金坯料（4)外表面與旋壓 模具（2)內(nèi)表面分別涂抹潤滑油，所述潤滑油具體為N46#液壓油。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大尺寸鎂合金薄壁筒形件精密旋壓成形工藝方法，包括如下步驟：(1)將原料加工至旋壓所需坯料尺寸，并安裝模具，調(diào)整機(jī)座，拷貝芯模；(2)設(shè)定旋壓工藝參數(shù)，將旋壓坯料裝卡至模具上，輔助加熱溫度至120℃～200℃；(3)、采用細(xì)晶粒協(xié)調(diào)變形技術(shù)將大尺寸晶粒破碎；(4)采用組織熱行為強(qiáng)化技術(shù)協(xié)調(diào)晶粒變形，獲得優(yōu)良組織，提高力學(xué)性能；(5)采用精密旋壓工藝方法保證坯料貼胎，控制旋壓件尺寸精度，完成旋壓；(6)將旋壓完成后的鎂合金筒形件進(jìn)行時(shí)效熱處理；本發(fā)明有效提高了產(chǎn)品軸向、周向力學(xué)性能，減少了各向異性，且產(chǎn)品精度高，大幅度縮短了后續(xù)機(jī)加工周期，提高了材料的利用率，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B21D22/14
【公開號】CN105107915
【申請?zhí)枴緾N201510583874
【發(fā)明人】王冰, 陰中煒, 趙磊, 張帆, 張行健
【申請人】航天材料及工藝研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月14日