[发明专利]一种金属弹性密封环的成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于冷弯成型技术领域，特别涉及一种金属弹性密封环的成型工艺。尤其是“W”及多弯“W”型金属弹性密封环的冷弯成型工艺。

背景技术

金属弹性密封是随着航空航天工业的发展而出现的一种重量轻、能适应恶劣环境的法兰密封技术。这种密封技术目前已广泛应用于航空航天、石油化工、燃气动力等多种领域。

金属弹性密封环通常的使用环境存在高温、高压差，并有一定振动或形变，这对于法兰密封环有较高要求。所以使用能耐高温、具有良好力学性能的镍基高温合金带材制成弹性密封环，以保证密封性能。金属弹性密封环按弹性截面形状分类可分为“W”及多弯“W”型、“O”型、“V”型、“C”型、“Ω”型等多种。

除“O”型环外，金属弹性密封环目前通常使用旋压成型和液压挤压成型的方法制造。旋压成型方法是将带材焊接成环后套在开槽的芯棒上，由加工有对应形状的外滚轮与芯棒相对旋转挤压成型。液压挤压成型是将带材焊成环后放于特制成型模具内部，用流体介质从模具内腔加压，推动材料成型。由于金属弹性密封环所用材料强度硬度较高，特别是“W”及多弯“W”型截面形状复杂，加工时易发生带材厚度减小、开裂、成型尺寸偏差大等问题，最终将影响产品的密封性能。因此发明一种合理分配变形步骤、控制材料变形应力，使产品尺寸偏差小、成材率高的密封环冷弯成型工艺极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属弹性密封环的成型工艺，解决了“W”及多弯“W”型截面加工时易发生带材厚度减小、开裂、成型尺寸偏差大等问题。提供一种变形合理、成材率高、能批量生产的金属弹性密封环冷弯成型工艺。

一种金属弹性密封环的成型工艺，适用于“W”及多弯“W”型密封环。该密封环截面结构具有中心弯曲圆弧A、平直连接部分B、弹性弯曲圆弧C和左、右外凸圆弧形接触面D。各部分连接使截面结构为“W”或多弯“W”型。具体工艺步骤如下：

1、将带材根据成品尺寸需要裁成相应的宽度和长度，焊接成环状；将带环置于冷弯成型设备上，固定带环，使用一组冷弯辊进行旋压，旋压后，使环中部形成圆弧凸起；

2、进一步变形，将步骤1所得环的中心圆弧凸起部分定位于模具辊上，将圆弧两侧向下挤压变形，得到中心弯曲圆弧A和与之相连接的平直连接部分B，环旋转一周，压下量加大一次，压下量增量为中心弯曲圆弧A的圆心与对向弹性弯曲圆弧C顶点切线垂直距离的20％，旋转5周后成型；

3、利用步骤2所得中心弯曲圆弧A使环定位，利用成型辊将截面两侧材料向上弯曲，形成紧邻中心弯曲圆弧A的两个弹性弯曲圆弧C，环旋转一周完成变形；

4、对于多弯“W”型密封环，按步骤2和步骤3所述方法依次重复进行平直连接部分B、弹性弯曲圆弧C的加工过程；

5、将步骤3或步骤4所得环件置于加工有左、右外凸圆弧形接触面D形状的模具辊中，使截面两翼弯曲形成左、右外凸圆弧形接触面D，环旋转一周完成变形；

6、支撑已成型的中心弯曲圆弧A、平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C，从两侧挤压步骤5中成型后张开的左、右外凸圆弧形接触面D，使左、右外凸圆弧形接触面D相向合拢，收口后夹角为180度±10度，环件旋转一周完成变形；

7、变形后洗去润滑油，进行定型热处理。

步骤1至6中加工过程中始终喷淋润滑油。

步骤2中平直连接部分B成型分5道次压下成型，每道次压下量增量为中心弯曲圆弧A或某一弹性弯曲圆弧C的圆心与对向弹性弯曲圆弧C顶点切线垂直距离的20％。

本发明的优点在于：

1、金属弹性密封环通过冷弯方式成型，可以使用一套辊模生产多种直径的密封环。而且产品表面质量好、尺寸偏差小、截面各部位厚度变化小。

2、首先加工中心弯曲圆弧A，再依次加工两侧平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C，变形应力较小，同时便于后续各步骤中央定位，提高尺寸精度。

3、润滑油可以保护表面，在变形过程中减小环件与辊模之间的摩擦力，减小变形应力、控制带材厚度减小、提高表面质量，同时作为冷却剂减小变形热。

附图说明

图1为本发明“W”型密封环的截面示意图。其中，中心弯曲圆弧A、平直连接部分B、弹性弯曲圆弧C、左、右外凸圆弧形接触面D。

图2为本发明多弯“W”型密封环的截面示意图。其中，中心弯曲圆弧A、平直连接部分B、弹性弯曲圆弧C、左、右外凸圆弧形接触面D。

图3为本发明实施例1成型过程示意图。

具体实施方式

实施例1：