[发明专利]钛合金环件轧制及胀形复合成形方法

摘要

本发明公开了一种钛合金环件轧制及胀形复合成形方法，其特征在于，通过对轧制毛坯和胀形毛坯的设计，以及轧制和胀形过程的精确控制，克服现有技术中存在的精度低，或者材料利用率不高，性能差的不足，制备了满足要求的钛合金环件。这种钛合金环件制备方法主要用于航空、航天、工业机械等领域的钛合金环件的成形。

主权项

1.一种钛合金环件轧制及胀形复合成形方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：确定胀形毛坯外径RZ、胀形毛坯内径rz、胀形毛坯高度hz、初始毛坯内径r0、初始毛坯轴向高度h0和初始毛坯外径R0；根据未进行精加工的环件尺寸计算胀形工艺毛坯，所述未精加工环件壁厚为bf，未精加工环件的最小外径为Rfmin，最大外径为Rfmax，所述未精加工环件壳体厚度的1/2处的轴向长度为lf；所述胀形工艺毛坯为薄壁矩形环件，壁厚为bz，高度为hz，外径为Rz，内径为rz；胀形工艺毛坯尺寸计算公式为：所述毛坯的外径：Rz＝Rfmin，式中Rz为毛坯外径，Rfmin为环件最大外径；所述毛坯的高度：hz＝lf，式中hz为毛坯高度，lf为未精加工环件壳体厚度的1/2处的轴向长度；所述毛坯的内径：式中r_z为毛坯内径，R_z为毛坯外径，b_f为未精加工环件壁厚，R_fmax为环件最大外径；设定则所述轴向高度缩减量：Δh＝h₀Δb²，式中Δh为轴向高度缩减量，r₀为初始毛坯内径，R₁为主辊半径，R₂为芯辊半径，h₀为初始毛坯轴向高度，Δb为初始毛坯壁厚总减小量；上述可知，初始毛坯外径：初始毛坯高度：再根据等体积原则，计算出初始毛坯内径；第二步：按照所述关系式，计算出初始毛坯各个尺寸，从而制备初始毛坯；第三步：通过环件辗轧将得到的初始毛坯成形为胀形毛坯；该毛坯的外径为Rz，壁厚为bz，轴向高度为hz；第四步：将胀形毛坯放入加热炉中加热至相变点以上30℃，保温一段时间后，套进刚模胀形凸模外围进行胀形，胀形过程中模具芯轴在压力机作用下向下移动，从而使凸模块沿径向水平移动将毛坯压入凹模中，成形环件；胀形过程分为三次，每次胀形完成后将环件旋转90°进行下一次胀形，并通过控制每次胀形后环件最大外径来分配每次的胀形量。环件的初始最大外径为Rz，第一次胀形完成后环件的最大外径为R1；将环件旋转90°进行第二次胀形，第二次胀形完成后环件最大外径为R2，最次将环件旋转90°进行第三次胀形，将环件胀形至最终尺寸，最大外径为Rfmax；三次胀形时，环件的旋转方向相同；所述每次胀形时间均为10～20s，完成胀形后环件旋转90°，然后对环件保压30s。