[发明专利]α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法

说明书

本发明公开了一种α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法，其步骤为：把按规格下料的该合金棒料加热到相变点以下20～80℃后装入预热至200～300℃的制坯模具进行对中制坯，得到上端面带有圆形定位肓孔的坯料；再把所述坯料加热到相变点以下20～80℃后装进预热至200～300℃的挤压模具进行对中装模；启动压力机向下压挤压模具的凸模使其挤压头沿着坯料上端面的定位肓孔以85～95mm/s的速度向下快速挤压坯料到坯料高度的三分之一处距离，所述坯料被挤压出具有一定深度的导向定位孔，再使所述挤压头沿着所述导向定位孔以35～45mm/s的速度慢慢挤压坯料直到挤压模具的凸模与凹模完全合模，所述坯料被反挤压成壳体锻件。该方法主要用于航空壳体类锻件的制造。

技术领域

本发明涉及一种锻造成形方法，特别是涉及了一种α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法。

背景技术

航空用壳体锻件一般为圆筒型薄壁结构，其高径比(高度和直径的比值)在1左右，即高度和直径的数值很接近，壳体锻件由于属于薄壁高筒锻件，在采用自由锻生产时成形质量差，易产生偏芯，组织不均匀，性能不稳定，材料利用率低等缺陷，增加了锻件生产成本。

2013年9月18日公开的中国发明专利说明书CN103302123A公开了一种非标低速压力机下反挤压长筒形套管的工艺，其技术方案为：(a)下料及加热；(b)压型：将加热后的棒料放入压型模的模膛内，压力机下行，压头通过接杆与压力机连接后下压坯料，完成压型后压力机回程，压型模顶出杆将模膛内的坯料顶出；(c)浅冲：将压型后的坯料放入浅冲模的模膛内，压力机下行，浅冲冲头通过接杆与压力机连接后浅冲坯料，完成浅冲后压力机回程，浅冲模顶出杆将模膛内的坯料顶出；(d)反挤：将浅冲后的坯料放入反挤模的模膛内；压力机下行，反挤冲头通过接杆与压力机连接后反挤坯料，完成坯料的反挤拉长，反挤完成后压力机回程，反挤模顶出杆将完成反挤后的工件顶出模膛；所述压力机为非标低速压力机，工作速度不大于40mm/s。

该专利的技术方案主要采用低速反挤压工艺来成形长筒形套管，但若采用其技术方案来成形薄壁高筒壳体锻件，需要采用复杂的专用设备和模具造成投资过大，且生产过程过于繁琐生产效率不高；而且若模具和坯料的中心线对得不准，冲头挤压坯料的下压速度控制不好，在反挤压成形时也易产生偏芯、组织不均匀和性能不稳定等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对中方案来实现α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法，该方法通过对中制坯和对中反挤压使得锻件的成形质量较好。

为解决上述技术问题，本发明所述α+β两相钛合金壳体锻件的反挤压成形方法，其技术方案包括以下步骤：

对中制坯：提供制坯模具，所述制坯模具由胎膜、盖板和压块组成；把制坯模具装在压力机的底座上并预热至200℃～300℃，再把按规格下料的钛合金棒料加热到相变点以下20℃～80℃后装入制坯模具内使棒料的外圆周面与胎膜的内圆周面配合，棒料的上端面置于盖板的中心定位孔处并与压块的冲头的底端面接触，把制坯模具进行对中装配；启动压力机压下压块使其冲头沿着盖板的中心定位孔冲压棒料的上端面，得到上端面带有圆形定位肓孔的圆柱形坯料；

对中装模：提供挤压模具，所述挤压模具由凹膜和凸膜组成；把挤压模具装进压力机并预热至200℃～300℃，将上述坯料加热至相变点以下20℃～80℃后装进挤压模具内使其带有定位肓孔的上端面朝上，移动凸模的挤压头使其底面刚好放在所述坯料上端面的定位肓孔内，完成所述凹膜、凸模和坯料的对中装配；

对中反挤压成形：启动压力机向下压凸模使其挤压头以挤压力F沿着坯料上端面的定位肓孔以85mm/s～95mm/s的速度向下快速挤压坯料到坯料高度的三分之一处距离，所述坯料被挤压出具有一定深度的导向定位孔，再使所述挤压头沿着所述导向定位孔以35mm/s～45mm/s的速度慢慢挤压坯料直到凸模与凹模完全合模，所述坯料被反挤压成壳体锻件；

上述α+β两相钛合金优选材料牌号为TC11。