[发明专利]钴基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴基高温合金矩形环件的轧制方法，特别是涉及了一种钴 基高温合金矩形环件各向同性的轧制方法。

背景技术

环形件轧制是目前生产高性能无缝环件最为有效的手段之一，在航空、航 天等诸多领域获得广泛应用。对于矩形环件的生产多以径向轧制方式进行，环 件与坯料采用等高设计，锥辊仅起到防止环件攀升和限制环件高度增加的作用， 轴向的变形量较小，导致环件的径向力学性能与轴向力学性能相差较大。随着 环轧技术的发展和进步，人们逐渐掌握了径/轴双向的轧制成形方式，该方式生 产的矩形环件，其轴向力学性能得到了很大程度上的改善，但是，依然不能保 证环件在各个方向的力学性能达到一致。其原因在于，径向进给与轴向进给均 会使金属材料向环件的切线方向流动，在切线方向形成了锻造流线，从而使得 切线方向的力学性能要远远好于径向和轴向的力学性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钴基高温合金矩形环件各向同性的轧 制方法，通过改变轧制时材料的流动方向，使矩形环件各向力学性能保持一致， 从而提高矩形环件的综合力学性能。

为解决上述技术问题，本发明所述钴基高温合金矩形环件各向同性的轧制 方法，其技术方案包括以下步骤：

将按规格下料的钴基高温合金棒材加热至锻造温度，经镦粗、冲孔、预轧 后，制成高度为H₁、厚度为B₁、外径为R₁的矩形环坯；

将所述矩形环坯装入环轧机上，芯辊从矩形环坯的中间穿过，驱动芯辊并 带动矩形环坯向主辊靠近，再驱动锥辊靠近矩形环坯的另一边，上下锥辊将矩 形环坯夹在中间；当矩形环坯放平后，驱动锥辊抬升h＝5mm～10mm，使矩形环 坯发生倾斜；启动环轧机进行轧制，调整主辊的转速r＝1.0rad/s，以驱动力 F₁＝378KN～408KN使芯辊以v₁＝2.5mm/s的进给速度朝径向进给，径向进给的总 量S₁＝B₁-B₂+(H₁×h)/2R₁，以驱动力F₂＝315KN～347KN使锥辊以v₂＝1.5mm/s 大小的进给速度朝轴向进给，轴向进给的总量S₂＝H₁-H₂+(B₁×h)/2R₁，式中， B₁为矩形环坯的厚度、B₂为矩形环件的厚度、H₁为矩形环坯的高度、H₂矩形环 件的高度、R₁矩形环坯的外径；当轧制过程进入稳定状态后，将锥辊逐步放下， 并与工作台持平；当径向进给量与轴向进给量均达到目标后停止进给，矩形环 件在环轧机的作用下转动，一段时间后停止，将矩形环件取出。

所述径向进给速度与轴向进给速度的关系如下：

S₁/v₁＝S₂/v₂

式中，S₁为径向进给的总量；

S₂为轴向进给的总量；

v₁为径向进给速度；

v₂为径向进给速度。

所述径向进给的驱动力F₁满足如下关系：

F₁＝α×n₀×σ×H×L₁

式中，F₁为径向进给的驱动力；

α为矩形环件展宽而导致的压力增大系数，取2.0～2.4；

n₀为实时应力状态系数；

σ为材料的流动应力；

H为矩形环坯的实时高度；

L₁为芯辊与矩形环坯接触的实时弧长。

所述轴向进给的驱动力F₂满足如下关系：

F₂＝β×n₀×σ×B×L₂

式中，F₂为轴向进给的驱动力；