[发明专利]一种高弹性螺旋挡圈的制备方法

说明书

本发明公开了一种高弹性螺旋挡圈的制备方法，将冷作成型的表面光洁的合金板材用线切割加工成螺旋环形坯料，再制作成型模具，然后利用模具固定并热处理使之定型和强化，最后机械抛光去除表面氧化皮，得到外形尺寸符合要求，产品洛氏硬度HRC符合要求的高弹性螺旋挡圈。使用该方法制备的高弹性螺旋挡圈外形尺寸精度高，性能达到使用要求，制备方法简单，生产成本大大降低。

技术领域

本发明属于弹性材料制造领域，涉及一种高弹性螺旋挡圈的制备方法，尤其是一种发动机用高弹性螺旋挡圈的制备方法。

背景技术

发动机用高弹性螺旋挡圈目前在国内外已得到广泛应用。由于螺旋挡圈是由两圈组成，在受到轴向推力作用后，螺旋挡圈稍偏斜，两圈互相稍错开，避免产生过大的应力，并且限位可靠，抗轴向力能力强，可提高构件的疲劳强度和使用寿命。

十几年前，我国就已经设计了这种结构的螺旋挡圈，材料采用不能热处理的1Cr18Ni9Ti不锈钢板材，线切割成窄条状，然后绕制成螺旋挡圈，其产品钢材的金属流线被破坏，制成的螺旋挡圈弹性很差，抗拉强度小于600MPa，产品仅能装配使用一次。而当时国外同类产品，材料为高强度不锈钢1Cr18Ni9Ti，抗拉强度在1400MPa左右，其硬度大于HRC42以上，可以反复装配使用多次。

近几年，我国某航空发动机研究所拓展多年积累的工程经验，创新设计思路，通过不断努力制备出完全达到国外零件性能水平的高弹性螺旋挡圈。其工艺路线为：采取对原材料的含碳量及冶炼方法进行严格控制，获得较高强度冷拉圆钢丝，然后经过冷作硬化变形技术处理，绕制生产高弹性不锈钢螺旋挡圈。

目前，通过上述方法已经生产出多种规格的高弹性螺旋挡圈，但在生产过程中会有较多因素影响产品的外形尺寸、力学性能等各项技术指标，如材料的化学成分可直接影响圆钢丝抗拉强度，从而影响轧制的扁丝的表面质量及尺寸；经冷作硬化后的扁丝的硬度又决定了绕制后弹性挡圈的回弹量，硬度越大回弹也越大，同时绕制难度也越大，成型变得困难，绕制后弹性挡圈的尺寸精度也难以控制。

同时，由于高弹性螺旋挡圈的特殊用途，对于其成品的波形高度、波形长度、蝶形度、平行度、平面度、翘曲度、位错量、径向形状缺陷及弹性都有要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高弹性螺旋挡圈的制备方法，通过热压方式进行高弹性螺旋挡圈的制备，降低了生产成本，提高了产品的质量和精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种高弹性螺旋挡圈的制备方法包括以下步骤：

步骤1，按照高弹性螺旋挡圈的尺寸制备得到环形坯料；

步骤2，在冷作硬化成型的合金板材上按照环形坯料切割得到挡圈基材；

步骤3，将挡圈基材套在模具底座上，并且使用模具下压件进行下压；

步骤4，对步骤3中的模具及其挡圈基材进行定型热处理，得到挡圈半成品；

步骤5，将挡圈半成品表面的氧化皮去除，得到高弹性螺旋挡圈。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤3中模具下压件的中部穿过挡圈基材的中心，且模具下压件的边缘部位与模具之间夹紧有挡圈基材。

其中步骤2中的合金板材为TB8钛合金，步骤4中的热处理的具体过程是，在810-830℃保温20-30min，水冷；再在510-530℃保温360-480min，空冷。

其中步骤2中的合金板材为GH4169，步骤4中的热处理的具体过程是：在940-960℃保温15-30min，水冷；再在700-720℃保温480min后随炉冷却至620-640℃，保温480min，出炉空冷。