[发明专利]一种TA1高筒薄壁环坯双向多道次自由复冲工艺成形的方法

说明书

本发明公开了一种TA1高筒薄壁环坯双向多道次自由复冲工艺成形的方法，包括以下步骤：加热—镦粗滚圆或拔长平端面—冲盲孔—滚圆—漏孔——胀孔—反向胀孔—刮料—平端面。本发明通过采用冲盲孔、滚圆、漏孔、胀孔、反向胀孔、刮料、平端面等一些列工步，并且通过头冲头尺寸的优化实现了阴极辊用TA1超大尺寸高筒薄壁件环坯自由冲孔成形，避免了闭式冲孔模具投入的同时，确保了冲孔环坯无拉料、无走样、壁厚均匀、无马蹄形缺陷、无孔径歪斜、冲孔底片薄等冲孔技术要求，从而满足了马架扩孔成形工艺需要，确保阴极辊用TA1旋压毛坯后续工序的顺利实现。

技术领域

本发明涉及一种TA1高筒薄壁环坯双向多道次自由复冲工艺成形的方法，属于钛合金环锻件锻造技术领域。

背景技术

阴极辊用TA1旋压毛坯属于高筒薄壁环形锻件，外径Φ2400mm～Φ2700mm，锻件高度920mm～980mm，径向壁厚55mm～65mm，高壁比14～ 18，旋压毛坯其制造过程基本为：镦粗、冲孔、马架扩孔、轧制、热处理、粗加工、超声波探伤等工序，在这些工序中尤以冲孔工序操作难度最大，因为锻件高度将近1000mm，坯料镦粗后高度高至1050mm，坯料镦粗后外径不足Φ800mm。如果冲孔孔径太小，那么坯料马架扩孔的马棒直径将更小，这严重影响马棒的寿命；如果冲孔孔径太大、冲孔底边偏薄，那么将直接产生冲孔后坯料拉料(严重时，塌角可至R100mm)、走样(中部外径鼓肚、端面外径缩小、底部翘曲)、壁厚不均、马蹄形、孔径歪斜等缺陷，并且这些缺陷难以在后续马架、环轧工序中完全缓解，极大几率会导致产品因尺寸不合格而报废。

高筒薄壁件冲孔通常采用闭式冲孔的工艺方法，既可以得到较大尺寸孔径，又可以降低冲孔底片厚度，从而提高原材料利用率，但由于该方法需要专门制造闭式冲孔模具。这种工艺方法不适合多品种小批量的产品制造，因为采用该方法，需要为每项产品制造专用的闭式冲孔模具，加之阴极辊镦粗后坯料高、外径大，闭式冲孔模具制造成本高，高昂的模具制造成本，必将降低产品销售利润。

为此，阴极辊用TA1旋压毛坯冲孔常采用自由冲孔成形方法，现有的阴极辊用TA1旋压毛坯的自由冲孔成形方法中存在的马棒寿命低下、冲孔件形状尺寸不符合要求以及较薄的冲孔底片等问题；为确保马棒寿命、冲孔件形状尺寸以及冲孔底片的厚度，这就需要对现有的自由冲孔成形方法进行优化，既保证产品质量，又控制产品制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种TA1高筒薄壁环坯双向多道次自由复冲工艺成形的方法，以解决现有的阴极辊用TA1旋压毛坯的自由冲孔成形方法中存在的马棒寿命低下、冲孔件形状尺寸不符合要求以及较薄的冲孔底片等问题。

本发明采取的技术方案为：一种TA1高筒薄壁环坯双向多道次自由复冲工艺成形的方法，包括以下步骤：

(1)加热，使用电炉对坯料进行加热；

(2)镦粗滚圆或拔长平端面，使用锻造液压机对坯料进行镦粗滚圆或拔长平端面；

(3)冲盲孔，采用第一道圆锥形冲头对坯料冲盲孔；

(4)滚圆，将坯料滚圆；

(5)漏孔，将坯料翻转后，使用第二道圆锥形冲头对坯料冲通孔；

(6)胀孔，使用第三道圆锥形冲头对坯料胀孔；

(7)反向胀孔，将坯料翻转后，使用第三道圆锥形冲头对坯料胀孔；

(8)刮料，使用第四道圆柱形冲头对坯料整形；

(9)平端面，使用上、下砧面对环坯的上下两端平端面。

优选的，所述步骤(1)使用电炉进行加热，坯料加热温度为950℃～1050 ℃，保温时间0.5mm/min～1.0mm/min，电炉炉温均匀性须达到±15℃。

优选的，所述步骤(2)中确保冲孔前坯料消除镦粗鼓肚，冲孔前坯料高度满足冲孔工序要求。