[发明专利]钛或钛合金高尔夫球头散件锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛或钛合金高尔夫球头散件锻造方法。

背景技术

钛及钛合金的一个特性是在高温下具有超塑性，这一特点已被用于航空航天复杂钛合金件的制作中。由于钛及钛合金密度低、强度好，可以使高尔夫球具中的木杆头和铁杆头的球头体积做大，因而采用钛及钛合金来制作高尔夫球头已被广泛应用。

    由于现在高尔夫球头的设计越来越复杂，制作也就越来越困难，为了保证钛合金件的力学性能，锻造时的加热温度就要严格控制。形状复杂的高尔夫球头的打击面及上、下盖，其变形抗力对变形温度和变形速度异常敏感。例如，若采用一般的锻造工艺，由于锻造过程中锻造模具的温度通常大大低于该钛打击面和上/下盖等锻造工件加热后的锻造温度，所以锻造时锻造工件放入锻造模具后锻造时，锻造工件的实际温度要低于工艺规定的锻造温度，且内外的温度不均匀，使锻造工件的变形抗力增大，塑性降低，限制了锻造工件的变形量。若要保变形量只有加大锻造设备的吨位。而由于钛或钛合金高尔夫球头打击面和上/下盖等散件的厚度很薄，使用大吨位锻造设备锻造时，不仅锻造设备易损坏，还很容易损坏锻造模具，锻造难度很大。

为此，有些厂家用提高加热温度，甚至在模具上直接用气体加热工件。这种提高加热温度进行锻造的方式是不符合工艺规定的，在模具上直接用气体加热也是钛或钛合金所不允许的，因气体的加热温度远远高于工艺规定温度，这时钛或钛合金的内部金相组织是不合格的，因而锻造出的钛球头各部件的微观组织会被完全改变，力学性能降低，无法保证力学性能，给高尔夫球头的质量带来后患。如果在对锻造工件加热时将其控制在规定的锻造温度范围内，目前的设备又是锻不出来的，因为在锻造加工时钛或钛合金零件因为在空气中会降温，这样实际的锻造温度要低于规定的锻造温度100~150℃左右的。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种钛或钛合金高尔夫球头散件锻造方法，具体讲是使锻造工件与锻造模具处于等温状态下进行锻造的方法，从而满意地解决了上述问题。。

本发明的钛或钛合金高尔夫球头散件的锻造方法，是将包括钛或钛合金材料的高尔夫球头打击面、上盖或下盖在内的锻造工件加热至锻造温度后，置于在同一加温区与该锻造工件同样锻造温度的锻造模具中进行等温锻压成型后，再出模降温。将锻造工件与锻造模具置于同一加温区的等温条件下进行锻压加工，减少或消除了锻造工件与锻造模具间的温差，因此即使钛或钛合金散件的变形抗力对变形温度和变形速度异常敏感，也可以有效地消除锻造工件遇到低温锻造模具后迅速降温和材料应变硬化的问题，显著降低了锻造工件的变形抗力，因此采用目前的小吨位锻压设备即可满意地锻压出符合要求的高尔夫散件，并能节省大设备的投资，也节省了能源。由于工件锻造时的工作温度始终处于工艺规定的范围内，因此锻压出来的高尔夫球头打击面的金相组织完全符合要求，力学性能完全达到标准。为了使锻造模具能够承受相应的锻造温度，锻造模具应采用耐高温的材料。锻造工件和锻造模具的加热方式可以根据工艺规定任意选择现有的各种方法。由于本发明的方法是利用了钛或钛合金材料的高温超塑性，锻压时又是对锻造工件进行缓慢变形，因此在制作复杂的高尔夫球头打击面或上、下盖等散件时，还可以大幅度降低对钛或钛合金材料的消耗。

本发明上述等温锻造中的一种优选的加热方法是，可将所述的锻造工件和锻造模具一同用电加热装置加热至锻造温度后，用压力设备通过锻造模具对锻造工件进行所述的等温锻压成型。

其中，一种电加热的方法，可以采用与电源连接通电的感应线圈形式的电加热装置，将所述的锻造工件和锻造模具共同用所述感应线圈加热至锻造温度后，用压力设备通过锻造模具对锻造工件进行所述的等温锻压成型。这种电加热方法由于是在开放环境中进行加热，所以很多热量在加热过程中散失掉造成能源浪费。为了安全取出工件又需要断电操作，而后又需要重新加热要达到工艺要求温度，这样即浪费能源，工作效率较低。