一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺及其模具的制作方法

    专利查询2025-03-29  43


    本发明涉及金属加工,具体是一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺及其模具。


    背景技术:

    1、薄壁钛合金盘形件因其优异的力学性能和广泛的应用前景,在军品、民品等多个领域得到广泛使用。然而,传统自由锻工艺在生产此类产品时存在诸多不足,如原材料损耗严重、需多火次锻造以避免过烧、生产周期长且成本高。因此,开发一种新型锻造工艺及其配套模具,对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。


    技术实现思路

    1、为解决上述问题,本发明提供了一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺及其模具,通过优化锻造流程、精确控制变形量及温度参数,结合特制的锻造模具,实现了薄壁钛合金盘形件的高效、低损耗生产。

    2、技术方案

    3、一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺,包括如下步骤:

    4、步骤一:开坯锻造(镦粗+冲孔)

    5、对原材料棒料进行两次火次锻造,首次进行镦粗,二火次进行冲孔;每火次的加热温度均控制在钛合金的相变点以下35℃~40℃,加热保温时间为120~240分钟;镦粗锻造时,每火次的变形量控制在20%以下,采用分锤匀速压下的方式,下压速度控制在5~15mm/s;冲孔后需带冲头进行滚圆处理,每次下压量不超过20mm,匀速下压,下压速度小于10mm/s,以消除大r角,确保一火次完成冲孔及滚圆。

    6、步骤二:环轧

    7、将开坯后的锻件加热至相变点以下35℃~40℃,加热保温时间为50~170分钟,随后进行环轧,环轧过程中严格控制每道次的变形量,确保变形量小于20%。

    8、步骤三:模锻

    9、将环轧后的锻件再次加热至相变点以下35℃~40℃,加热保温时间为48~138分钟;之后,将坯料精准地摆放在特制的锻造模具中,模具由上下模构成,且因锻模为环状,设计了内阻力台,阻力台高度为3mm,内侧斜坡角度为155°,外侧斜坡角度为97°,以阻止金属向内部流动;模锻时,首先使用压缩空气吹净模具型腔内的污垢,并均匀喷涂模具润滑剂;随后,将坯料沿型腔外形摆放于模具型腔中,第一锤轻击以定位,随后使用10mm垫板控制欠压量为10±1mm进行初步锻造,最后使用2mm垫板控制欠压量进行满载锻造,确保一火次完成模锻。

    10、步骤四:热处理

    11、将模锻后的锻件立即送至热处理炉中,加热至840℃并保温90~100分钟,之后采用风冷方式进行快速冷却,配备至少8个风扇,风扇转速设定为1200转/min。

    12、锻造模具设计:

    13、一种用于薄壁钛合金盘形件锻造的模具,包括上下模,且上模或下模中设计有内阻力台,内阻力台高度为3mm,内侧斜坡角度为155°,外侧斜坡角度为97°。

    14、有益效果:

    15、本发明的锻造工艺及模具设计,显著降低了薄壁钛合金盘形件生产过程中的原材料损耗,减少了多火次锻造的需求,从而避免了过烧现象,降低了产品报废率。同时,通过优化锻造流程和热处理工艺,缩短了生产周期,降低了生产成本,提高了生产效率。



    技术特征:

    1.一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺,其特征在于包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺,其特征在于,所述模锻步骤中的模具由上下模构成,且因锻模为环状,设计了内阻力台,阻力台高度为3mm,内侧斜坡角度155°,外侧斜坡角度为97°,以阻止金属向内部流动。

    3.一种用于薄壁钛合金盘形件锻造的模具,其特征在于包括上模和下模,且上模或下模中设计有内阻力台,内阻力台高度为3mm,内侧斜坡角度为155°,外侧斜坡角度为97°。


    技术总结
    本发明公开了一种薄壁钛合金盘形件的锻造工艺及其模具,工艺包括如下步骤:步骤一:开坯锻造,对原材料棒料进行两次火次锻造,首次进行镦粗,二火次进行冲孔;步骤二:环轧,将开坯后的锻件加热至相变点以下35℃~40℃,随后进行环轧;步骤三:模锻,将环轧后的锻件再次加热至相变点以下35℃~40℃,之后,将坯料精准地摆放在特制的锻造模具中,随后,将坯料沿型腔外形摆放于模具型腔中,第一锤轻击以定位,随后使用垫板控制欠压量为10±1mm进行初步锻造,最后使用2mm垫板控制欠压量进行满载锻造,确保一火次完成模锻。步骤四:热处理,将模锻后的锻件立即送至热处理炉中,之后采用风冷方式进行快速冷却。本发明通过优化锻造流程、精确控制变形量及温度参数,结合特制的锻造模具,实现了薄壁钛合金盘形件的高效、低损耗生产。

    技术研发人员:聂志华,艾志斌,陈伟,万金宏,张博,丁佐军,罗森林,张志刚,于杰,王雪,刘智,黄小腾,吴顺
    受保护的技术使用者:无锡派鑫航空科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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