[发明专利]Ti2

说明书

本发明公开了一种Ti₂AlNb基合金复杂截面异形机匣环件成形方法，其特征在于，采用净近成形方法，锻件的形状沿零件轮廓设计，很大程度上提高了锻件到零件的材料利用率。这种方法的难点在于下料重量的计算，本发明将锻件沿高度方向等分成n锻，通过计算每一段的体积，得出坯料的体积，再考虑到冲孔芯料的损失，最终得出下料棒材的体积和重量。该方法在保证Ti₂AlNb基合金环件的组织性能的基础上提高材料利用率。该方法适用于Ti₂AlNb基合金异形环件的轧制成形。

技术领域

本发明涉及一种环件的成形方法，特别是涉及了Ti₂AlNb基合金复杂截面异形机匣环件成形方法。

背景技术

Ti₂AlNb基合金是一种新型的轻质高温结构材料，它是由Ti、Al以及Nb组成的金属间化合物，该类合金以O相、B2/β相和α₂相为组成的两相或是三相复合组织，具有密度低、弹性模量高、高温强度高、断裂性能高、蠕变抗力高、热膨胀性能低、无磁性和阻燃性能好等优点，与高温钛合金相比具有更高的使用温度、抗蠕变性能和高温强度，其密度和热膨胀系数又要明显低于镍基高温合金，是未来航空航天领域中代替钛合金和高温合金的最好选择，具有广阔的应用前景。

2014年11月12日公布的中国发明专利说明书CN104139139A公开了一种Ti₂AlNb基合金机匣环件的轧制成形及热处理方法，采用多火次小变形量的轧制成形方法，来实现Ti₂AlNb基合金机匣环件的轧制成形，并通过合理的热处理方法获得理想的细晶网篮组织，提高Ti₂AlNb基合金机匣环件室温强度、高温强度以及高温持久性能。该方法仅解决了Ti₂AlNb基合金矩形或简单异形机匣环件的成形。对于大多数机匣结构非常复杂，将锻件设计成矩形或简单异形环件(如图1所示)，后期机匣加工量非常大，材料浪费巨大。Ti₂AlNb基合金是一种非常贵重的金属材料，每公斤大概在1000元以上，必须要提高材料利用率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复杂截面异形环件的净近成形方法，在保证Ti₂AlNb基合金环件的组织性能的基础上提高材料利用率。

为解决上述技术问题，本发明所述Ti₂AlNb基合金复杂截面异形机匣环件成形方法，其技术方案包括以下步骤：

将零件图导入到制图软件中，对零件的轮廓点进行识别，然后将识别后的轮廓点连接起来，并在轮廓上增加加工余量，轮廓点处的加工余量为5～10mm，相邻两个轮廓点连接面的加工余量为3～6mm，得到锻件形状与尺寸；

根据锻件的形状与尺寸设计中间环坯，将锻件沿高度方向等分成n段，h₁＝h₂＝h₃＝…；根据轧制比k和环件某一段的内径D_na,内径D_nb，确定该段环坯的内径外径根据环件的高度H，确定环坯的高度h＝(1.05～1.10)H，其中，h＝h₁+h₂+h₃…；

取一定规格的Ti₂AlNb基合金棒材，棒材的重量为m＝ρV，其中，ρ为Ti₂AlNb基合金的密度，V为棒材的体积；其中，V₁为冲孔芯料的体积；