[发明专利]高合金结构钢锥形环轧件的热胀形方法

说明书

本发明公开了一种高合金结构钢锥形环轧件的热胀形方法，其步骤为：把热轧的所述锥形环轧件套装在胀形机内经预热的胀形块外围，移动经预热的压块与胀形块配合并压在该环轧件的上端面。启动胀形机，使胀形块从该环轧件的内圆锥面沿径向挤压该环轧件，同时所述压块沿轴向同步挤压该环轧件使其发生内外径尺寸扩大、壁厚减薄和高度减小的塑性变形，达到预定尺寸并经保压后完成胀形；胀形过程中，胀形温度850℃～950℃，胀形速度0.65～1.67mm/s，压下速度0.25～1.27mm/s，保压时间45～87s；接着使该环轧件沿中心轴线旋转30°，再按上述操作把胀形过程中在该环轧件的内圆锥面形成的凸出痕迹胀平后完成校形。胀形后的该环轧件的尺寸精度达到±2mm，主要用于特种工程装备等领域。

技术领域

本发明涉及一种环件的胀形方法，特别是涉及了高合金结构钢锥形环轧件的热胀形方法。

背景技术

锥形环轧件是一种纵截面呈锥形的异形环轧件，广泛应用于航空、航天、燃气轮机、特种工程装备等行业。锥形环轧件由于上下两端面之间的直径尺寸差异，增加了胀形的难度，胀形过程控制不好容易产生缺陷。

2012年6月13日公开的中国发明专利说明书CN102489598A公开了一种轴承钢异形环轧件的热胀形方法，其技术方案为：把热轧轴承钢异形环轧件套装进胀形机，使其内环面套在经预热的胀形块的外圆周面外围，所述胀形块的外圆周面具有与所述异形环轧件的内圆周面相配合一致的形状；启动胀形机对芯轴滑块施加轴向拉力使其沿轴向向下移动并沿所述径向滑块的内孔锥面挤压径向滑块使各径向滑块沿径向同步移动扩散，装在径向滑块外圆周面上的胀形块从异形环轧件的内圆周表面沿径向挤压该环轧件，所述异形环轧件发生内、外径尺寸扩大及壁厚减薄的塑性变形，所述环轧件经过三次小变形量胀形和两次同向旋转，并且通过选择合适的胀形温度、胀形时间和保压时间等工艺参数，获得了尺寸精度高、内部组织未发生任何变化，无变形、翘曲等缺陷的胀形环轧件。

在采用上述方法胀形高合金结构钢锥形环轧件时，由于锥形环轧件上下两端面之间的直径尺寸存在差异，胀形时应变大部分集中在锥形环轧件小端面部位，胀形结束后，会导致锥形环轧件大端面从内径朝外径的方向出现一个斜度，锥形环轧件的内壁中间位置出现内凹现象，胀形力过大还容易把锥形环轧件向上胀出胀形块。即所述锥形环轧件胀形后会出现翘曲变形、内壁凹陷、尺寸精度不高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用压块来实现高合金结构钢锥形环轧件的热胀形方法，该方法能在胀形时通过压块对所述高合金结构钢锥形环轧件在高度方向进行压缩，提高了胀形锥形环轧件的产品质量。

为解决上述技术问题，本发明所述高合金结构钢锥形环轧件的热胀形方法，其技术方案包括以下步骤：

提供胀形机，该胀形机主要由芯轴滑块、径向滑块、胀形块、工作台、导轨及压块组成；所述芯轴滑块呈圆锥形并套装在径向滑块内与径向滑块的锥形内圆周面配合，并且能在径向滑块内沿轴向上下移动挤压径向滑块；所述径向滑块是12块分开的扇形块，安装在胀形机的导轨上并可沿导轨径向来回移动，各扇形块的外圆周面上分别固定安装有外圆周面呈锥形的胀形块，各胀形块的外圆锥面分别与各压块的内圆锥面接触，所述压块可沿胀形块的外圆锥面轴向上下移动并可沿径向来回移动，各扇形块合拢时与胀形块和压块一起形成一个环形状；当所述芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向下移动时能使各径向滑块沿径向同步移动扩散使胀形块胀形锥形环轧件，同时压块也同步挤压所述锥形环轧件；当所述芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动时胀形机可驱动各径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的锥形环轧件；在该胀形机的工作台上还有可驱动锥形环轧件在该工作台上沿中心轴线旋转的导辊；

把热轧高合金结构钢锥形环轧件套装进胀形机，使其内圆锥面套在经预热到275℃～345℃的胀形块的外圆锥面外围，此时，径向滑块处于合拢状态，移动经预热到275℃～345℃的压块使其内圆锥面与胀形块的外圆锥面配合并使其下端面压在锥形环轧件的上端面；