[发明专利]一种超大型铝基复合材料环件的锻造方法

说明书

本发明属于锻造技术领域，涉及一种超大型铝基复合材料环件的锻造方法。本发明包含以下步骤：步骤一，根据零件的形状、尺寸、材料特性，设计锻件数模；步骤二，设计模锻用荒坯图和等温锻镦饼、模锻模具图，并进行模具制造；步骤三，使用模锻液压机进行等温锻镦饼；步骤四，使用专用机加设备进行机械加工；步骤五，使用模锻液压机进行等温锻模锻；步骤六，对锻件进行热处理。本发明通过上述方法实现了超大型铝基复合材料环件等温锻造的生产，具有工艺简单、批量一致性好等特点。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种超大型铝基复合材料环件的锻造方法。

背景技术

在现有技术中，大型环形件一般采用普通铝合金经过常规锻造的方法来制造，采用这种普通锻造方法，面临疲劳寿命和安全性等诸多技术难题，难以满足我国新型直升机的设计要求。而大型铝基复合材料环件由于成形难度大，现有技术为普通铝合金通过常规锻造方法实现，此方式生产的锻件存在尺寸精度差，表面质量差，组织力学性能均匀性差，尤其是疲劳寿命低等一系列问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种超大型铝基复合材料环件的锻造方法。

本发明采用的技术方案是：

一种超大型铝基复合材料环件的等温锻造方法，具体包含以下步骤：

步骤一，设计锻件图；

首先，分析零件图，包括产品零件外廓尺寸、投影面积、最小截面厚度和最大截面厚度、内径大小和外径大小结构特征，其次，根据上述零件特征，确定锻件余量、拔模斜度、圆角半径参数，进而进行锻件设计；

步骤二，设计模锻用荒坯图、等温锻镦饼和模锻模具图，并进行模具制造；

荒坯图以镦饼过程每火次的变形量30％～60％，模锻时变形量20％～50％，以及自由锻各截面面积与相对应处锻件截面面积之比为1.1～1.3的原则设计；

根据荒坯尺寸，考虑模具与模座的装卡，设计出镦饼用平板模具，上、下模表面粗糙度按Ra1.6μm控制；

根据模具图进行模具的加工制造，并严格控制上、下模的表面粗糙度；

步骤三，使用模锻液压机进行等温锻镦饼；

其包括以下程序：

(a)模具预热至100～350℃后安装到模锻设备上，安装热模锻电加热装置继续进行预热至350～450℃；

(b)坯料在电炉中进行加热，加热温度420～480℃，保温时间按1.5～2.5min/mm计算；并对坯料进行包套，防止坯料降温；

(c)坯料出炉后置于上、下平板模之间进行等温锻镦饼，并控制每火次的压下量和压制速度，得到符合工艺要求的坯料；

(d)空冷；

重复上述a～d步骤4-6次；

步骤四，使用专用机加设备进行机械加工；

其包含以下程序；

(a)将坯料在普通车床上进行粗加工，上、下表面均匀加工；

(b)在数控车床上采用专用刀具进行精加工，保证坯料表面粗糙度；

步骤五，使用模锻液压机进行等温锻模锻，包含以下程序：

(a)模具预热至100～350℃后安装到模锻设备上，安装热模锻电加热装置继续进行预热至350～450℃；

(b)喷涂专用石墨水剂：将坯料置于电炉中预热至150～250℃，保温90～120min后均匀喷涂润滑剂，喷涂厚度0.4～0.6mm，保证坯料表面喷涂后石墨厚度均匀；