CN104551541A - 钛合金薄壁零件旋压方法 - Google Patents

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刘升迁
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种钛合金薄壁零件旋压方法，采用下料→车成胚型→加热→钻孔→旋压→退火→旋压→稳定处理→后续加工的工艺流程进行加工钛合金薄壁零件。这一方法通过多次旋压、热加工，使旋压毛坯组织晶粒细化，有效改善了材料自身的缩孔、夹杂、气孔等缺陷，使钛合金材料纤维连续、强度明显提高；可使钛合金薄壁壳体零件加工效率提高3倍以上，其旋压毛坯成本仅为棒料成本的50%左右，提高了零件加工性能，降低了加工成本，经济效益显著。

Description

钛合金薄壁零件旋压方法
 
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁零件旋压方法。
 
背景技术
    利用钛合金棒料制成薄壁壳体类的零件，已经大量出现在国防产品中；然而钛合金材料昂贵，钛合金薄壁壳体零件加工时大量的钛材被掏空，材料利用率低；旋压成形技术解决了薄壁钛合金材料加工成本高及效率低的问题，但是钛合金材料在常温下塑性差，变形抗力大，不易旋压成型。
 
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种钛合金薄壁零件旋压方法，可以解决钛合金薄壁零件旋压的难题，并且可以提高加工质量，稳定加工尺寸，降低生产成本。
本发明提供的钛合金薄壁零件旋压方法，包括以下步骤：
（1）下料φ96×30，然后将毛坯车成碗状胚型，热处理退火去除应力；在碗状胚型中间钻并铰孔φ20mm，作为旋压胎膜尾顶定位孔；750℃－1000℃的真空热处理，改善组织性能，使α+β脱离平衡位置；
（2）将材料放入旋压胎模中，将钛合金碗状胚型放入旋压胎体中，尾顶以连接定位销及胚型φ20孔定位。加温到900℃左右，在压力3.0×105N下进行一旋，主轴的转速150r/min，旋轮进给量100mm/min；将已旋好的钛合金坯料放入600℃真空炉，真空热处理1小时左右，消除应力，改善组织性能；再进行二旋成型；加热温度800℃左右，调整旋轮压力2.5×105N，控制厚度减薄率15%-20%左右，主轴的转速240r/min，旋轮进给量200mm/min。在旋压过程中补充加热，温度不得低于700℃；
（3）根据壳体零件的外形尺寸旋压轮的直径选为Ｒ15mm-Ｒ20mm，材料合金工具钢或轴承钢，表面硬度HRC58-62，粗糙度0.8μm。旋轮型面径向跳动≤0.02mm，主轴偏摆≤0.01mm，芯模径跳≤0.02mm。保证旋轮间隙，调整准确，将有利于壁厚差均匀，达到提高旋压质量的目的；对旋压成型的零件再进行-50℃左右时间为1小时；+90℃左右时间为2小时的三个循环热处理，以稳定加工尺寸，防止壳体工件随环境温度变化而产生形变，获得最佳的使用性能。
本发明提供的钛合金薄壁零件旋压方法，其有益效果在于，通过多次旋压、热加工，使旋压毛坯组织晶粒细化，有效改善了材料自身的缩孔、夹杂、气孔等缺陷，使钛合金材料纤维连续、强度明显提高；降低了原材料成本及加工等费用，经济效益显著。
 
具体实施方式
下面结合一个实施例，对本发明提供的钛合金薄壁零件旋压方法进行详细的说明。
实施例
本实施例的钛合金薄壁零件旋压方法，包括以下步骤：
（1）下料φ96×30，然后将毛坯车成碗状胚型，热处理退火去除应力；在碗状胚型中间钻并铰孔φ20mm，作为旋压胎膜尾顶定位孔；900℃的真空热处理，改善组织性能，使α+β脱离平衡位置；
（2）将材料放入旋压胎模中，将钛合金碗状胚型放入旋压胎体中，尾顶以连接定位销及胚型φ20孔定位。加温到900℃左右，在压力3.0×105N下进行一旋，主轴的转速150r/min，旋轮进给量100mm/min；将已旋好的钛合金坯料放入600℃真空炉，真空热处理1小时左右，消除应力，改善组织性能；再进行二旋成型；加热温度800℃左右，调整旋轮压力2.5×105N，控制厚度减薄率18%左右，主轴的转速240r/min，旋轮进给量200mm/min。在旋压过程中补充加热，温度不得低于700℃；
（3）根据壳体零件的外形尺寸旋压轮的直径选为Ｒ20mm，材料合金工具钢或轴承钢，表面硬度HRC58-62，粗糙度0.8μm。旋轮型面径向跳动≤0.02mm，主轴偏摆≤0.01mm，芯模径跳≤0.02mm。保证旋轮间隙，调整准确，将有利于壁厚差均匀，达到提高旋压质量的目的；对旋压成型的零件再进行-50℃左右时间为1小时；+90℃左右时间为2小时的三个循环热处理，以稳定加工尺寸，防止壳体工件随环境温度变化而产生形变，获得最佳的使用性能。
钛合金薄壁零件旋压方法，通过多次旋压、热加工，使旋压毛坯组织晶粒细化，有效改善了材料自身的缩孔、夹杂、气孔等缺陷，使钛合金材料纤维连续、强度明显提高；降低了原材料成本及加工等费用，经济效益显著。

Claims (1)

1.一种钛合金薄壁零件旋压方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）将毛坯车成碗状胚型，热处理退火去除应力；在碗状胚型中间钻并铰孔，作为旋压胎膜尾顶定位孔；900℃的真空热处理，改善组织性能，使α+β脱离平衡位置；
（2）将材料放入旋压胎模中，将钛合金碗状胚型放入旋压胎体中，尾顶以连接定位销及胚型孔定位，加温到900℃左右，在压力3.0×105N下进行一旋，主轴的转速150r/min，旋轮进给量100mm/min；将已旋好的钛合金坯料放入600℃真空炉，真空热处理1小时左右，消除应力；再进行二旋成型；加热温度800℃左右，调整旋轮压力2.5×105N，控制厚度减薄率18%左右，主轴的转速240r/min，旋轮进给量200mm/min，在旋压过程中补充加热，温度不得低于700℃；
（3）根据壳体零件的外形尺寸选择旋压轮的直径，材料合金工具钢或轴承钢，表面硬度HRC58-62，粗糙度0.8μm，旋轮型面径向跳动≤0.02mm，主轴偏摆≤0.01mm，芯模径跳≤0.02mm，保证旋轮间隙，调整准确，将有利于壁厚差均匀，达到提高旋压质量的目的；对旋压成型的零件再进行-50℃左右时间为1小时；+90℃左右时间为2小时的三个循环热处理。
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