[发明专利]铝合金闪光焊环件的热胀形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环件的胀形方法，特别是涉及了铝合金闪光焊环件的热胀形方法。

背景技术

铝合金闪光焊环件在焊接成形后，由于受焊接工艺的影响，焊接的环件在其圆周上有一条直边，加上焊接后环件应力较大会使环件产生翘曲、变形，导致其成不规则的圆环状，其尺寸精度较差，一般情况下焊接的环件需经整圆达到要求的尺寸后才能使用。

2009年2月18日公开的中国发明专利说明书CN 101367104A公开了一种汽轮发电机护环外补液液压胀形强化工艺，该工艺方法通过外设高压泵并使其产生的高压液体通过高压缸内的通道，然后经由模具部分中的减力柱内的通道注入固定的上锥模与移动的下锥模及护环形成的封闭空间，使护环在液体压力的作用下发生塑性变形来胀形护环，以达到强化护环、提高护环成形精度的目的。该方法由于是靠液体与环件的内圆周面的柔性接触来冷胀形环件，其主要作用是强化环件，该方法对于如何通过胀形来提高环件的尺寸精度未详细披露，只是笼统地得出可以达到提高护环成形精度的目的，即该方法不能解决现有技术中存在的闪光焊环件的整圆和尺寸精度较差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用胀形块来实现铝合金闪光焊环件的热胀形方法，该方法通过一次胀形整圆和连续二次小变形量对所述铝合金闪光焊环件进行胀形，获得了尺寸精度高的胀形环件。

为解决上述技术问题，本发明所述铝合金闪光焊环件的热胀形方法，其技术方案包括以下步骤：

把经退火处理后的铝合金闪光焊环件加热到420℃～470℃后套装进胀形机，使其内环面套在经预热到200℃～250℃的胀形块的外圆周面外围，此时，径向滑块处于合拢状态；

启动胀形机对芯轴滑块施加轴向拉力F使其沿轴向向下移动并沿所述径向滑块的内孔锥面挤压径向滑块使各径向滑块沿径向同步移动扩散，装在径向滑块外圆周面上的胀形块从环件的内圆周表面沿径向挤压该环件，环件发生内、外径尺寸扩大及壁厚减薄塑性变形，完成第一次胀形；在本次胀形过程中，所述环件的胀形温度为420℃～470℃，胀形时间为12～15s，保压时间为7～8s，胀形变形量为0.08％～0.09％；

胀形机驱动芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动，并驱动径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的环件，启动胀形机的工作台上的导辊使其驱动所述环件沿中心轴线旋转45°，完成环件的第一次旋转；

按上述第一次胀形的操作对经过第一次胀形后的环件进行第二次胀形，在本次胀形过程中，胀形温度为390℃～440℃，胀形时间为20～25s，保压时间为15～16s，胀形变形量为0.7％～0.8％；

按上述第一次旋转的操作对经过第二次胀形后的环件进行第二次旋转，本次旋转，所述环件与第一次旋转方向同向再旋转45°；

按上述第一次胀形的操作对经过第二次胀形后的环件进行第三次胀形，在本次胀形过程中，所述环件的胀形温度为360℃～410℃，胀形时间为25～35s，保压时间为20～22s，胀形变形量为0.9％～1％；

胀形结束后，向上移动芯轴滑块，合拢径向滑块，取出经胀形后的环件。

上述铝合金的牌号为LD7。

所述胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力F按下式计算确定：

F＝ξ×σ_0.2×S

式中：

ξ——胀形机胀形系数，本发明取1.26～1.52；

σ_0.2——胀形温度下铝合金材料的屈服强度(MPa)，LD7合金取44MPa～54MPa；

S——环件的纵截面面积(mm²)。

所述环件在热态下的胀形尺寸按以下公式计算确定：

D＝D₀(1+β_t)+d

式中：

D——环件经胀形后处于热态下的内径尺寸(mm)；

D₀——环件经胀形后处于冷态下的最终产品内径尺寸(mm)；

β_t——环件在胀形温度下的温度补偿系数(％)，LD7合金取0.84％～0.87％；

d——环件胀形后内径尺寸的回弹量(mm)，LD7合金取3～5mm。

采用本发明所述热胀形方法胀形的铝合金闪光焊环件，其内径尺寸范围为Ф400mm～4500mm，壁厚为10mm～200mm，高度为40mm～750mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：