CN207723402U

CN207723402U - 一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具

Info

Publication number: CN207723402U
Application number: CN201721742645.8U
Authority: CN
Inventors: 操贻高; 王波伟; 张帅; 林波
Original assignee: Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2018-08-14
Anticipated expiration: 2027-12-13

Abstract

本实用新型公开一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，包括下模和分别与下模配合的预锻上模和终锻上模，其中下模型腔是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材3～7mm向边缘减材0mm形成的，所述底部区域面积占型腔面积的10％～40％，下模型面加工有放置坯料的凹槽(1)，所示凹槽(1)外形为坯料单边放大1mm～5mm、深5mm～20mm，预锻上模型腔仅制出机匣锻件弧长的30％～70％，终锻上模是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材2～8mm向边缘减材0mm形成的，该区域面积占终锻上模型腔面积的30％～70％。利用所述模具进行大型钛合金机匣类模锻件的锻造，可有效降低锻造成型难度，明显降低锻造所需设备吨位，减小锻件变形。

Description

一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具

技术领域

本实用新型涉及钛合金锻造技术领域，尤其涉及一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具。

背景技术

随着航空航天领域的技术发展，发动机推重比越来越大，对发动机结构强度和重量要求越来越高，机匣类锻件作为发动机的外壳，其性能要求也越来越高。

传统机匣类锻件一般都采用环轧成型，而后多个环件通过焊接连接，最终成品变形很难控制，为解决该问题，通过模锻生产出半圆形大型异型机匣锻件，而后将两个半圆形机匣铆接成整体机匣锻件，减少焊接工序，以达到控制机匣变形。而这种大型机匣模锻件由于投影面积非常大，壁厚很薄，成型难度非常大，锻造变形控制困难，这些问题都需通过锻造工艺来解决。但是，常规锻造方法需要600-800MN锻造压力，并且锻件成型不好，锻件变形大。

实用新型内容

鉴于现有技术的上述情况，本实用新型的目的是提供一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，以降低大型钛合金机匣类模锻件锻造成型难度,降低锻造所需设备吨位，减小锻件变形。

本实用新型的上述目的是利用以下的技术方案实现的：

一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，包括下模和分别与下模配合的预锻上模和终锻上模，其中下模型腔是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材3～7mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，所述底部区域面积占型腔面积的10％～40％，下模型面加工有放置坯料的凹槽，所示凹槽外形为坯料单边放大1mm～5mm、深5mm～20mm，预锻上模型腔仅制出机匣锻件弧长的 30％～70％，终锻上模是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材2～8mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，该区域面积占终锻上模型腔面积的 30％～70％。

进一步地，所述下模型腔底部区域的投影为圆形或椭圆形。

进一步地，所述终锻上模型腔底部区域的投影为矩形或梯形。

进一步地，在凹槽四周对称设置有8～16个60～150mm高的锥形导柱，利于锻造时快速摆料。

所述预锻上模、终锻上模和下模可采用模具钢，优先选用Cr-Ni-Mo系模具钢，优选5CrNiMo模具钢。

所述预锻上模、终锻上模和下模的预热温度为200℃～250℃。

在本实用新型的模具中，下模型腔是在按锻件实际尺寸加工的基础上，型腔底部10％～40％的区域从中心减材3～7mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，下模型面加工有单边比板坯大1mm～5mm、深5mm～20mm的凹槽，预锻上模型腔仅制出机匣锻件弧长的30％～70％，终锻上模底部型腔是从中心减材2～8mm向边缘减材0mm渐变加工形成的。利用所述模具，将板坯加热到β转变温度以下 20℃～60℃，在预锻上模和下模中进行预锻，最后在β转变温度以下20℃～ 60℃，采用终锻上模和下模进行最终锻造成型，可有效降低锻造成型难度，明显降低了锻造所需设备吨位，减小了锻件变形。

附图说明

图1是本实用新型的模具的下模的俯视图；

图2是沿图1中的A-A线的剖视图；

图3是本实用新型的模具的预锻上模的正视图；

图4是本实用新型的模具的终锻上模的俯视图；

图5是沿图4中的B-B线的剖视图。

具体实施方式

为了更清楚地理解本实用新型的目的、技术方案及优点，下面结合附图，以TA15钛合金发动机外函机匣锻件的锻造为例，对本实用新型进行进一步详细说明。

图1是本实用新型的模具的下模的俯视图，图2是沿图1中的A-A线的剖视图，图3是所述模具的预锻上模的正视图，图4是所述模具的终锻上模的俯视图，图5是沿图4中的B-B线的剖视图。参见图1-5，本实用新型的大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，包括下模和分别与下模配合的预锻上模和终锻上模，其中下模型腔是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材3～7mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，所述底部区域面积占型腔面积的 10％～40％，下模型面加工有放置坯料的凹槽1，所示凹槽1外形为坯料单边放大1mm～5mm、深5mm～20mm，预锻上模型腔仅制出机匣锻件弧长的30％～70％，终锻上模是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材2～8mm 向边缘减材0mm渐变加工形成的，该区域面积占终锻上模型腔面积的30％～70％。其中所述下模型腔底部区域的投影为圆形或椭圆形，所述终锻上模型腔底部区域的投影为矩形或梯形。此外，在凹槽1四周可对称设置8～16个60～150mm 高的锥形导柱，以利于锻造时快速摆料。所述预锻上模、终锻上模和下模可采用模具钢，优先选用Cr-Ni-Mo系模具钢，尤其是5CrNiMo模具钢。锻造时，所述预锻上模、终锻上模和下模的预热温度为200℃～250℃。

所述TA15钛合金发动机外函机匣锻件的重量345Kg，锻件轮廓尺寸：φ1150 ×φ856×1007mm，TA15钛合金β转变温度：991℃，选用1720×1010×65mm 的TA15钛合金板坯。

首先将TA15钛合金板坯加热至β转变温度以下20℃～60℃，在本实施例中，加热至956℃，然后在在预锻上模和下模中进行预锻成型，锻造速率： 10mm/s，锻造压力：175MN；然后将板坯加热至β转变温度以下20℃～60℃，在本实施例中，加热至956℃后，在终锻上模和下模中进行终锻成型，锻造速率：5mm/s，锻造压力：195MN。最终锻件成型良好，理化性能合格，锻件变形小于5mm。

综上所述，通过采用本实用新型的模具，制备TA15钛合金发动机外函机匣锻件，所需锻造压力由普通锻造方法的600-800MN减小到200MN，并且锻件成型良好，锻件变形小。

Claims

1.一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，包括下模，其特征在于还包括分别与下模配合的预锻上模和终锻上模，其中下模型腔是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材3～7mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，所述底部区域面积占型腔面积的10％～40％，下模型面加工有放置坯料的凹槽(1)，所示凹槽(1)外形为坯料单边放大1mm～5mm、深5mm～20mm，预锻上模型腔仅制出机匣锻件弧长的30％～70％，终锻上模是在按锻件实际尺寸加工的基础上，在底部区域从中心减材2～8mm向边缘减材0mm渐变加工形成的，该区域面积占终锻上模型腔面积的30％～70％。

2.按照权利要求1所述的模具，其特征在于所述下模型腔底部区域的投影为圆形或椭圆形。

3.按照权利要求1所述的模具，其特征在于所述终锻上模型腔底部区域的投影为矩形或梯形。

4.按照权利要求1所述的模具，其特征在于在凹槽(1)四周对称设置有8～16个60～150mm高的锥形导柱。

5.按照权利要求1所述的模具，其特征在于所述预锻上模、终锻上模和下模的材料为Cr-Ni-Mo系模具钢。

6.按照权利要求5所述的模具，其特征在于所述预锻上模、终锻上模和下模的材料为5CrNiMo模具钢。