[发明专利]一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及法兰环件锻造工艺方法，尤其涉及一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法。

背景技术

法兰环件广泛地应用于航空、航天、汽车等众多的行业领域，法兰环件是一类典型矩形截面环件，广泛用作轴承圈、齿圈、飞轮等机械零件。对于直径较大(≥450mm)高强度钢制薄法兰盘和齿轮坯，即使热锻成形，也需要特大吨位的锻压设备，设备投资巨大，而且，锻件厚度误差较大，锻件误差较大，机加工余量大，刀具消耗量大，原材料利用率低，生产成本高。

第3届全国精密锻造学术研讨会论文集(2008年12月3-5日·江苏盐城)由武汉理工大学材料科学与工程学院朱春东等三人发表的会议论文《对称双辊轴向轧制法兰环件变形规律研究》公开了用对称双辊轴向轧制法兰类环件，利用有限元法研究了轧制过程中金属流向、应变、应力的分布及变形规律，为对称双辊轧制法兰环件工艺设计提供了依据，本论文尚未公开具体的法兰环件制坯、轧制等锻造成形过程中的有关工艺技术和参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法，解决现有工艺技术中非等截面法兰环件制造过程中材料利用率低、生产效率低、锻件流线切断严重、机加工余量大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法，包括锯切、镦粗、冲孔、胀形、轧制步骤，其中：所述镦粗步骤中，利用模具对棒材进行挤压，获得法兰环外形，具体步骤如下：

步骤一，锯切

将F22合金棒材按一定规格进行锯切；

步骤二，镦粗、冲孔

 将锯切好F22合金棒材加热至1100℃～1160℃并保温，保温时间为：棒材的厚度×4min/10mm；

将加热并保温的F22合金棒材在模具中进行镦粗得到异形坯料，冲孔后获得异形环坯A；

步骤三，胀形

将冲头放入异形环坯A上端，用压机对冲头施加压力F1，使得冲头压入异形环坯A内，获得异形环坯B；

步骤四，将异形环坯B放在环轧机上，环轧机的主辊模具的转速为1.5rad/s，芯辊模具以一定的进给速度和压力F2对异形环坯B进行环轧，最终获得非等截面法兰环锻件。

所述步骤三中压机对冲头施加的压力F1为2500T～3500T。

 步骤四中芯辊模具的进给速度分为三段：

轧制咬入阶段，芯辊进给速度由0mm/s增加到0.5mm/s；

稳定轧制阶段，芯辊进给速度由0.5mm/s增加到1mm/s；

校圆、整形阶段，芯辊进给速度由1mm/s逐渐减小到0mm/s。

步骤四中芯辊模具压力F2为550T。

步骤二中镦粗变形量为30%～40%。

所述锻造成形的非等截面法兰环件，其内径尺寸范围为Φ400mm～Φ2000mm，壁厚为50mm～120mm，高度为200mm～1000mm。

本发明的有益效果：本发明提供的一种F22合金非等截面法兰环件锻造成形方法，在镦粗制坯时采取模具挤压，获得法兰环外形，然后经过冲孔及分阶段轧制，优化轧制工艺参数及工序，最终获得与零件外形尺寸相近的非等截面法兰环锻件，提高了材料利用率和生产效率，通过模锻和轧制工艺的组合，最大限度地保证了锻件流线的完整性、并且机加工余量小。镦粗制坯时，控制变形量为30%～40%，法兰环锻件轴向整体应变量增大，靠近外径部分径向应变增大，有利于锻件内部充分锻透，减少疏松，并形成较好的晶粒组织分布，提高了锻件综合性能。

附图说明

图1 为镦粗安装示意图；

图2 为镦粗后毛坯图；

图3 为冲孔后环坯图；

图4 为胀形安装示意图；

图5 为胀形后示意图；

图6 为轧制示意图；

图7 为最终获得的非等截面法兰环锻件结构图；

图中，1—棒材，2—模具，3—异形坯料，4—环坯A，5—冲头，6—环坯B，7—芯辊模具，8—主辊模具，9—法兰环锻件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。