頭6和軸向箭頭7明確表示出:可使空心坯料I在鍛造鉗爪3至3”’的空行程過程中旋轉(zhuǎn)并進(jìn)一步在軸向上滑動(dòng)，并且還可使鍛造芯棒旋轉(zhuǎn)以及在軸向上移動(dòng)。
[0058]鍛造鉗爪3至3”’中的每一個(gè)均具有主要呈圓錐形的進(jìn)入部8以及在縱向截面中鄰近所述進(jìn)入部的平滑部9。所述進(jìn)入部8還可被加工成輕微凸起的倒弧形。
[0059]如截面所示(參見圖2)，鍛造鉗爪3至3”’均具有凹曲面。一般而言，凹曲面為半徑大于待鍛造部件的當(dāng)前半徑的圓弧形。
[0060]圖1和2中所示的移動(dòng)箭頭10應(yīng)該清楚地闡明了各鍛造鉗爪3至3”’的徑向行程。 附圖標(biāo)記列表
1空心坯料
2熱加工管 3，3’，3”，3”’ 鍛造鉗爪
4芯棒
5保持棒
6旋轉(zhuǎn)式箭頭
7軸向箭頭
8進(jìn)入部
9平滑部
10移動(dòng)前頭
AO空心坯料的局部橫截面積
Al成形管的局部橫截面積
【主權(quán)項(xiàng)】
1.熱鍛無縫空心體的方法，所述空心體由難加工的材料制成，特別是由鋼制成，所述難加工的鍛造材料具有在成形溫度下超過150MPa的屈服強(qiáng)度，而所述屈服強(qiáng)度為自然對(duì)數(shù)應(yīng)變?yōu)?.3和應(yīng)變速率為ΙΟ/s時(shí)的強(qiáng)度， 其特征在于，根據(jù)與待成形的截面相關(guān)的變形程度實(shí)施所述熱鍛，所述鍛造部分的對(duì)數(shù)應(yīng)變1η(Α0/Α1)小于1.5，而所述鍛造部分的理論應(yīng)變速率小于5/s;其中，A0為待鍛造的空心體的局部橫截面積，以m2為單位;而Al為已鍛造成形的空心體的局部橫截面積，以m2為單位；以及所述應(yīng)變速率是與最終鍛造的空心體的外徑相關(guān)的待鍛造的空心體的最大速度，以m/s為單位，而所述外徑以m為單位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用的鍛造芯棒由500°C下強(qiáng)度至少為700MPa的材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在鍛造溫度下，使用鍛造芯棒將空心體成形為平均管周長(zhǎng)至少為500mm且長(zhǎng)度至少為4000mm的管子;其中，所述鍛造芯棒作為內(nèi)部工具，所述空心體借助鍛造機(jī)的圍繞鍛造軸線對(duì)稱設(shè)置的多個(gè)鍛造鉗爪被導(dǎo)入并與芯棒連接;所述鍛造鉗爪于徑向工作行程被驅(qū)動(dòng)，并作用于空心體和鍛造芯棒的外表面;其中，在所述鍛造鉗爪的空行程階段，使所述空心體的軸向移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)以同步方式進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述空行程階段，所述鍛造芯棒與所述空心體同時(shí)自由移動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述空行程階段，還使所述鍛造芯棒軸向移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在鍛造過程中，使所述鍛造芯棒在與所述空心體的軸向進(jìn)給方向相同的方向上移動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在鍛造過程中，使所述鍛造芯棒在與所述空心體的軸向進(jìn)給方向相反的方向上移動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在軸向上，調(diào)節(jié)所述鍛造芯棒的移動(dòng)速度使所述鍛造芯棒的移動(dòng)速度保持恒定，或變化。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，使所述鍛造芯棒的平均軸向速度滿足以下條件:GDmin SCTK GDmax;其中，GDmin = GEX (HL/DL)，并且⑶max = GAX (HL/DL);其中，DL=鍛造芯棒的長(zhǎng)度，以m為單位;HL為空心體的長(zhǎng)度，以m為單位;⑶=所述鍛造芯棒的平均絕對(duì)速度，以m/s為單位;GE =所述空心體進(jìn)入所述鍛造機(jī)的進(jìn)入速度，以m/s為單位;而GA=所述空心體移出所述鍛造機(jī)的移出速度，以m/s為單位。10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述空行程期間，借助控制器或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使所述鍛造芯棒在軸向上移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述空行程期間，所述鍛造芯棒的旋轉(zhuǎn)程度使得，所述鍛造鉗爪在隨后的鍛造行程期間作用于所述鍛造芯棒上的區(qū)域?yàn)橹暗腻懺煨谐痰钠陂g沒有受到所述鍛造鉗爪的影響，或僅會(huì)受到所述鍛造鉗爪的輕微影響的區(qū)域。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，使所述鍛造芯棒在與所述空心體的旋轉(zhuǎn)方向相同或不同的方向上旋轉(zhuǎn)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，使所述鍛造芯棒相對(duì)于所述空心體交替地正反旋轉(zhuǎn)。14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述空行程階段，使所述鍛造芯棒的旋轉(zhuǎn)程度滿足以下條件:minDSD = 0.32 XDSH，其中，minDSD為所述鍛造芯棒的最小旋轉(zhuǎn)程度，而DSH為所述空心體的旋轉(zhuǎn)程度。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在鍛造加工期間對(duì)所述鍛造芯棒實(shí)施內(nèi)部冷卻，和/或在鍛造過程之間對(duì)所述鍛造芯棒實(shí)施外部冷卻。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在實(shí)施內(nèi)部冷卻過程中，所述鍛造芯棒具有最小長(zhǎng)度，所述最小長(zhǎng)度的計(jì)算如下= Lmin= (ADH-ADF)/TAN(20XPI/180);其中，ADH=所述空心體的外徑，以m為單位;而ADF =經(jīng)過鍛造加工的空心體的外徑，以m為單位。17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述鍛造芯棒構(gòu)造成中空體，其中，在實(shí)施內(nèi)部冷卻時(shí)，所述中空體的壁厚至少是所述鍛造芯棒的外徑的9%，而在實(shí)施外部冷卻時(shí)，所述中空體的壁厚至少是所述鍛造芯棒的外徑的15%。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在實(shí)施外部冷卻時(shí)，所述鍛造芯棒具有最小長(zhǎng)度，所述最小長(zhǎng)度的計(jì)算如下:HL =空心體的長(zhǎng)度，以m為單位;MH =所述空心體的重量，以kg為單位;而MD =吸熱的芯棒的重量，以kg為單位。19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用錐度與長(zhǎng)度之比至少為1:1000的鍛造芯棒進(jìn)行鍛造，并且使位于所述芯棒桿一側(cè)的所述鍛造芯棒的端部具有較大的直徑。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在遵從所述空心體的內(nèi)、外徑和壁厚的公差規(guī)范方面，通過調(diào)節(jié)鍛錘的行程補(bǔ)償在鍛造過程中因所述鍛造芯棒的直徑的錐度引起的所述空心體的幾何偏差。21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，處于鍛造目的，將鍛造芯棒滑入所述空心體;所選擇的所述鍛造芯棒的直徑使所述空心體與所述鍛造芯棒之間設(shè)置有滿足以下條件的間隙:minSP = 0.0012 X (I +HL);其中，minSP為所述鍛造芯棒的直徑與所述空心體的直徑之間的最小間隙，以m為單位;而HL為所述空心體的長(zhǎng)度，以m為單位。22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在開始鍛造加工之前，將分離劑和/或潤滑劑導(dǎo)入所述鍛造芯棒和所述空心體之間的成形區(qū)；其中所述分離劑和/或潤滑劑的相對(duì)于所述空心體的內(nèi)表面的非液體物質(zhì)重量至少為40g/m2。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在徑向的鍛造加工開始之前，將分離劑和/或潤滑劑施加至所述空心體的內(nèi)側(cè)。24.根據(jù)權(quán)利要求21或23所述的方法，其特征在于，在鍛造之前和/或鍛造過程中，至少向作用于所述鍛造芯棒的所述鍛造鉗爪的附近的所述鍛造芯棒施加潤滑。25.根據(jù)權(quán)利要求1至24中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在開始鍛造之前，還向所述鍛造芯棒施加降低磨損的涂層。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述涂層包含陶瓷材料。27.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述陶瓷材料為碳化鎢。28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，向所述鍛造芯棒施加最小厚度為0.02mm、最大厚度為0.2mm且室溫下最小表面硬度為維氏硬度900HV0.1的所述涂層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及通過熱鍛工藝熱鍛無縫空心體的方法，所述空心體由難加工的材料制成，特別是由鋼制成，所述難加工的鍛造材料具有在成形溫度下超過150MPa的屈服強(qiáng)度，而所述屈服強(qiáng)度為自然對(duì)數(shù)應(yīng)變?yōu)?.3和應(yīng)變速率為10/s時(shí)的強(qiáng)度。為了改進(jìn)無縫熱加工出的金屬空心體的熱鍛生產(chǎn)方法，使其能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的空心體內(nèi)表面，同時(shí)能夠提高鍛造芯棒的工具壽命，提出根據(jù)與鍛造部分的待形成的截面相關(guān)的變形程度實(shí)施所述熱鍛，所述鍛造部分的對(duì)數(shù)應(yīng)變ln(A0/A1)小于1.5，而所述鍛造部分的理論應(yīng)變速率小于5/s；其中，A0為待鍛造的空心體的局部橫截面積，以m2為單位；而A1為已鍛造成形的空心體的局部橫截面積，以m2為單位；以及所述應(yīng)變速率是與最終鍛造的空心體的外徑相關(guān)的待鍛造的空心體的最大速度，以m/s為單位，而所述外徑以m為單位。
【IPC分類】B21J7/14, B21J13/00, B21K1/06
【公開號(hào)】CN105592954
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480049890
【發(fā)明人】羅爾夫·屈梅爾林, 安東尼奧·塞爾吉奧·梅代羅斯·豐塞卡, 托馬斯·施洛特, 羅伯特·科彭斯坦納, 魯珀特·維澤爾
【申請(qǐng)人】瓦盧瑞克德國有限公司, Gfm有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2014年9月23日
【公告號(hào)】DE102013219310A1, WO2015044120A1