[发明专利]近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形方法

说明书

一种近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形方法，本发明属于等温锻造领域。本发明要解决现有异形轮廓腹板大肋间距金属构件局部充不满、肋部产生折叠、生产成本较高、模具寿命较低的问题。方法：一、制备预制坯；二、预成形；三、起模修伤；四、终成形；五、锻后热处理。本发明用于近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形。

技术领域

本发明属于等温锻造领域。

背景技术

现代航空航天工业为追求航天飞行器更快的速度、更高的敏捷性和更低的成本，越来越重视零部件的轻量化研究。异形轮廓腹板大肋间距构件是轻量化结构设计的一类产品，采用传统的厚板机械加工方式生产，其力学性能难以满足需求，且造成材料大量浪费；采用通常的随形坯料进行锻造，锻件各个部位充填速度不均匀，端部充填不满，且会造成材料一定程度的浪费；采用一步锻造成形的方式，由于腹板处坯料大量向飞边处流动，会在锻件肋部产生折叠缺陷，同时会增大成形载荷，降低模具寿命。

发明内容

本发明要解决现有异形轮廓腹板大肋间距金属构件局部充不满、肋部产生折叠、生产成本较高、模具寿命较低的问题，而提供一种近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形方法。

一种近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形方法，所述的近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件是由月牙形坯料制备而成，具体的制备方法按照以下步骤进行：

一、制备预制坯：

将等厚度的金属厚板机械加工成月牙形坯料，得到预制坯；

所述的月牙形坯料与金属锻件形状不同；所述的金属锻件为近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件；

所述的金属锻件的腹板为沿中轴线呈左右对称的近半椭圆形，且近半椭圆形左右两端为弧状，腹板的上下表面均设有肋，且肋位于腹板边缘并与腹板形状相同；所述的腹板长宽比为(1.5～4):1，所述的腹板最大宽度与肋宽之比为(15～50):1，所述的肋宽与腹板厚度之比为(0.5～2):1，所述的腹板单侧肋的高与肋宽之比为(1～7):1；

所述的月牙形坯料为沿中轴线左右对称结构，月牙形坯料左右两端为弧状，所述的月牙形坯料长度为金属锻件的腹板长度的0.85倍～1倍，所述的月牙形坯料最大宽度为金属锻件的腹板最大宽度的0.4倍～0.7倍，所述的月牙形坯料体积为金属锻件体积的1.15倍～1.5倍；

二、预成形：

将预制坯及模具表面喷涂润滑剂，然后加热并定位，再在预成形温度及压力机压下速度为2.5mm/s～12.8mm/s的条件下进行预成形，且预成形过程中腹板压下量占腹板总压下量的60％～90％，得到预成形件；

所述的定位具体为将预制坯左右两端的弧状处置于下模中肋部型腔的中心到肋部型腔的内侧边缘处；

三、起模修伤：

将预成形件起模并冷却至室温，然后进行酸洗，将折叠、预成形件两端弧状处的飞边去除，其余位置保留0.3倍～0.7倍模具飞边槽桥口宽度的飞边，最后表面抛光，得到修伤后的预成形件；

四、终成形：

将修伤后的预成形件及模具表面喷涂润滑剂，然后加热并定位，再在终成形温度及压力机压下速度为2.5mm/s～12.8mm/s的条件下进行终成形，得到终成形件；

五、锻后热处理：

将终成形件进行锻后热处理，即完成了一种近半椭圆形薄腹板且肋间距大的金属锻件精密热成形方法。

本发明的有益效果是：