[发明专利]不锈钢矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法

权利要求书

1.一种不锈钢矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

把加热到1090℃～1120℃的不锈钢矩形环轧件套装进胀形机，使其内环面套在经预热到275℃～325℃的胀形块的外圆周面外围，所述胀形块的外圆周面具有与最终胀形成形的异形环件的内圆周面相配合一致的形状，此时，径向滑块处于合拢状态；

启动胀形机对芯轴滑块施加轴向拉力F使其沿轴向向下移动并沿所述径向滑块的内孔锥面挤压径向滑块使各径向滑块沿径向同步移动扩散，装在径向滑块外圆周面上的胀形块从矩形环轧件的内圆周表面沿径向挤压该矩形环轧件，矩形环轧件发生内、外径尺寸扩大及壁厚减薄塑性变形为异形环坯，完成第一次胀形；在本次胀形过程中，所述矩形环轧件的胀形温度为1090℃～1120℃，胀形时间为28s～38s，保压时间为16s～18s，胀形变形量为11％～13％；

胀形机驱动芯轴滑块在径向滑块内沿轴向向上移动，并驱动径向滑块沿径向同步移动合拢使胀形块脱离胀形后的异形环坯，启动胀形机的工作台上的导辊使其驱动所述异形环坯沿中心轴线旋转45°，完成异形环坯的第一次旋转；

按上述第一次胀形的操作对经过第一次胀形后的异形环坯进行第二次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1060℃～1090℃，胀形时间为18s～28s，保压时间为9s～12s，胀形变形量为1.8％～2％；

按上述第一次旋转的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第二次旋转，本次旋转，所述异形环坯与第一次旋转方向同向再旋转45°；

按上述第一次胀形的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第三次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1030℃～1060℃，胀形时间为18s～28s，保压时间为9s～12s，胀形变形量为1.4％～1.6％；

按上述第一次旋转的操作对经过第二次胀形后的异形环坯进行第三次旋转，本次旋转，所述异形环坯与第一次旋转方向同向再旋转45°；

按上述第一次胀形的操作对经过第三次胀形后的异形环坯进行第四次胀形，在本次胀形过程中，所述异形环坯的胀形温度为1000℃～1030℃，胀形时间为28s～38s，保压时间为20s～22s，胀形变形量为1.2％～1.4％；

胀形结束后，向上移动芯轴滑块，合拢径向滑块，取出经胀形后的异形环件。

2.根据权利要求1所述的矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其特征在于：所述不锈钢是1Mn18Cr18N。

3.根据权利要求1或2所述的矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其特征在于：所述胀形机对芯轴滑块施加的轴向拉力F按下式计算确定：

F＝ξ×σ_0.2×S

式中：

ξ——胀形机胀形系数，本发明取1.26～1.52；

σ_0.2——胀形温度下不锈钢材料的屈服强度(MPa)，1Mn18Cr18N不锈钢取180MPa～220MPa；

S——矩形环轧件或异形环坯的纵截面面积(mm²)。

4.根据权利要求1或2所述的矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其特征在于：所述异形环件在热态下的胀形尺寸按以下公式计算确定：

D＝D₀(1+β_t)+d

式中：

D——异形环件处于热态下的内径尺寸(mm)；

D₀——异形环件处于冷态下的最终产品内径尺寸(mm)；

β_t——合金材料在胀形温度下的温度补偿系数(％)，1Mn18Cr18N不锈钢取1.2％～1.65％；

d——胀形成异形环件后内径尺寸的回弹量(mm)，1Mn18Cr18N不锈钢取2mm～4mm。

5.根据权利要求1或2所述的矩形环轧件热胀形成形为异形环件的方法，其特征在于：所述胀形成形的异形环件，其内径尺寸范围为Φ400mm～Φ4500mm，壁厚为10mm～200mm，高度为40mm～750mm。