[发明专利]端面异形环锻件及其成形制造方法

说明书

本发明公开了一种端面异形环锻件及其成形制造方法，属于锻造成形技术领域。本发明所述成形制造方法包括如下步骤：(1)将钢锭预处理后进行镦粗‑拔长、冲孔得到矩形截面毛坯；(2)将矩形截面毛坯置于胎模中挤压变形得到端面异形预制坯；(3)将端面异形预制坯置于环轧机轧制后得到端面异形的环锻件。本发明通过对异形截面环锻件碾环所用锥形辊移动束缚于环件长大速度的控制，使锥形辊的异形截面工作区与环锻件的异形端面形状配合完好，成功将近净成形方法用于异形截面环锻件的制备；所述制备方法减少了物料的损耗，且通过对锥形辊的设计及速度控制，制备的环锻件具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及锻造成形技术领域，尤其涉及端面异形环锻件及其成形制造方法。

背景技术

近年来，随着新材料、新能源、计算机技术、自动化技术、数值模拟技术等技术的飞速发展，近净成形技术也逐渐在铸造、锻造、焊接、热处理等传统制造领域获得快速发展，极大的改变了传统的毛坯成形技术，使之由传统的粗糙成形变为优质、高效、高精度、低成本的成形技术。采用近净成形技术制备的锻件具有精确的外形、很高的尺寸精度，同时也具有较好的内部流线和内部质量，已经广泛的应用在锻件的生产制造中，比如模锻件、环锻件等锻件制造中都一定程度上应用了近净成形技术。为了提高企业的竞争力，增强企业的技术实力，很多锻造企业都在积极开发锻件的近净成形技术，在环锻件制造方面已经广泛实现了内异形、外异形、内外异形等非矩形截面的环锻件轧制成形，直接轧制出具有复杂截面轮廓的环形锻件，不仅提高了材料的利用率，还减小了后续的加工余量和加工周期，具有较高的技术经济性，是环件轧制技术中非常具有吸引力的研究领域和发展方向。但是，采用卧式辗环技术制备端面具有异形截面的环锻件还具有一定的难度，端面异形环锻件仍主要采用矩形截面轧制技术生产，该工艺在制备端面异形环形锻件时，材料利用率较低，锻件加工周期较长，且采用机械加工也会破坏异形环件的内部流线，也会对异形截面环件的使用寿命具有一定的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种端面异形环锻件及其成形制造方法。本发明通过对异形截面环锻件碾环所用锥形辊移动束缚于环件长大速度的控制，使锥形辊的异形截面工作区与环锻件的异形端面形状配合完好，成功将近净成形方法用于异形截面环锻件的制备。所述制备方法减少了物料的损耗，且通过对锥形辊的设计及速度控制，制备的环锻件具有较高的精度。

本发明的技术方案如下：

一种端面异形环锻件的成形制造方法，包括如下步骤：

(1)将钢锭预处理后进行镦粗-拔长、冲孔得到矩形截面毛坯；

(2)将矩形截面毛坯置于胎模中挤压变形得到端面异形预制坯；

(3)将端面异形预制坯置于环轧机轧制后得到端面异形的环锻件。

步骤(3)中，所述环轧机包括芯辊、主辊、上锥辊和下锥辊；所述上锥辊上设置有与端面异形预制坯的截面形状相匹配的凸起部分的上表面贴合以得到所需截面形状。

进一步地，步骤(1)中，所述预处理是将钢锭经过冷锯水口、冷锯冒口、热切冒口或连铸圆下料的方式处理。

进一步地，步骤(1)中，镦粗-拔长中镦粗比为1.5～2.0：1，拔长比为1.5～2.0：1。

进一步地，步骤(2)中，所述端面异形预制坯的具体制备方法为：将矩形截面毛坯于1240～1270℃保温1～2h后，放入胎模中，用压机压模得到。

进一步地，步骤(2)中，所述胎模包括外模、内膜、内芯；所述端面异形预制坯的具体制备方法为：将矩形截面毛坯保温后，放入外模中，将内芯放入矩形截面毛坯的内孔中，然后将胎模的内模放入外模内，用压机将内模压入矩形截面毛坯中。

进一步地，步骤(2)中，所述矩形截面毛坯保温后的外径与胎模内径差为10～20mm，矩形截面毛坯的高度比最终得到的端面异形环锻件高50～100mm。