[发明专利]铝合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环件的轧制成形方法，特别是涉及了铝合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法。

背景技术

随着环轧技术越来越成熟，环件的设计越来越精细化，异形薄壁环件也随之产生。这种异形薄壁环件的形状及尺寸更接近零件的形状及尺寸，能够较大限度的减少机械加工余量，从而减少机械加工对环件的锻造流线的破坏，节省大量贵重金属材料，提高材料利用率。

2008年10月8日公开的中国发明专利说明书CN101279344A公开了一种铝合金异形环件的辗轧成形方法，该方法把按规格下料的铝合金棒料经镦粗、冲孔、两次轧环制坯、再把坯料装进轧环机辗轧模具内辗轧成形，通过在连续两次轧环制坯过程中采取小变形量成形的方式和在各工艺步骤中控制准确的变形量，轧制出了组织和性能良好的异形环件。对于壁厚较薄的异形环件采用上述方法生产时，由于坯料的设计不合理或轧制参数（如芯辊的进给速度等）控制不当都会影响轧制过程不能顺利完成，会出现断断续续的轧制现象，严重影响环件的质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种芯辊的合理进给方式，并且根据铝合金异形薄壁环件的形状及尺寸反推设计铝合金矩形环坯，从而实现铝合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件，该方法使轧制过程能够连续、稳定地进行。

为解决上述技术问题，本发明所述铝合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法，其技术方案包括以下步骤：

把按规格下料的铝合金棒材加热到455℃～475℃的锻造温度，经镦粗、冲孔后，预轧成矩形环坯。

将预轧环坯重新加热到锻造温度后，装入轧环机。启动轧环机，将轧环机的主辊转速调至1.5rad/s，锥辊转速调至1.0rad/s。锥辊的主要起限制环件沿轴向上往上攀升和平整端面的作用。以120KN～2000KN的轧制力将芯辊的进给速度从1.6mm/s逐渐增大至2.8mm/s，使矩形环坯与芯辊连续转动，并使矩形环坯不断被咬入轧制孔型中，从而保证了后续轧制过程能够连续、平稳地进行。当轧制过程趋于稳定的时候，将芯辊的进给速度控制在2.8mm/s不变，金属材料主要沿轴向、径向流动，使轧制孔型被不断的填充，矩形环坯逐渐成形为异形中间坯，而异形中间坯的外径在这过程中几乎没有变化。当轧制孔型被填充至一定程度时，将芯辊的进给速度从2.8mm/s逐渐减小至0.4mm/s。金属材料主要沿异形中间坯的切线方向流动，使异形中间坯迅速长大，主要表现在异形中间坯的内、外径增大、壁厚减小。当异形中间坯的外径达到了要求尺寸时，继续减小芯辊的进给速度，消除异形薄壁环件椭圆度，完成异形薄壁环件的校圆，并且继续填充轧制孔型中未被填满的尖角处，从而获得形状、尺寸合格的异形薄壁环件。

更进一步地，矩形环坯尺寸的计算方式如下：

矩形环坯的高度为：

H₁=H₂；

其中：H₁为矩形环坯的高度；

      H₂为异形薄壁环件的高度。

矩形环坯的内径为：

d=dmaxk-(dmax-dmin)2-ΔH]]>

其中：d为矩形环坯的内径；

      k为轧制比，取1.2～2.0；

      d_max为异形薄壁环件的最大内径；

      d_min为异形薄壁环件的最小内径；

      △H为芯辊的总进给量。

根据体积相等原则可获得矩形环坯的外径。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：