[发明专利]用于锻造合金的物件、系统和方法

说明书

一种处理合金铸块或其它合金工件以减少所述工件(40)与锻造模具(50，52)之间的热断裂并减少其间的摩擦的系统和方法可通常包括将多层垫(130，140)定位在所述工件(40)与所述锻造模具(50，52)之间。

技术领域

本公开涉及合金铸块和其它合金工件。更特定来说，本公开涉及用于处理合金铸块和其它合金工件的物件、系统和方法。

发明背景

“锻造”是指通过塑性变形加工和/或定形固态材料。锻造可与固态材料形成操作的其它主要分类(即，机械加工(通过切割、研磨或以其它方式从工件移除材料而使工件成形)和铸造(模制液态材料，所述液态材料凝固以保持模具的形状))区分。“可锻性”是材料成功塑性变形的相对能力。可锻性取决于若干因素，包含(例如)锻造条件(例如，工件温度、模具温度和变形速率)和材料特性(例如，组成、微结构和表面结构)。影响给定工件的可锻性的另一因素是使模具表面与工件表面相互作用的摩擦学。锻造操作中模具表面与工件表面之间的相互作用涉及热传递、摩擦和磨损。如此，工件与锻造模具之间的热绝缘和/或润滑可影响可锻性。

各种合金可表征为“断裂敏感的”。铸块和由断裂敏感合金组成的其它工件可在锻造操作期间沿着其表面和/或边缘或在表面和内部处的材料以不同速率移动的情况下在内部形成断裂。由断裂敏感合金形成物件可能成问题，因为例如锻造或其它热加工操作期间形成的断裂可能需要从被加工物件移除，这增加了生产时间和费用，同时降低收率。

本领域已知通过使用润滑剂来减少锻造操作期间的摩擦。不适当或不一致锻造润滑可导致工件的非均一塑性变形，这通常是不合需要的。举例来说，非均一塑性变形可导致在锻造操作期间工件的“滚光”和/或工件中形成空穴。然而，先前锻造润滑剂可具有导致低于标准的锻造物件的各种缺陷。

鉴于当前锻造技术的缺点，提供一种锻造合金(尤其是断裂敏感合金)的更有效和/或更具成本效益的方法将是有利的。另外，减少锻造操作期间模具与工件之间的摩擦将是有利的。更一般来说，提供一种用于锻造合金铸块和其它合金工件的改进的方法将是有利的。

发明概要

根据某些非限制性实施方案，描述了用于处理合金铸块和其它合金工件的物件、系统和方法。

根据本公开的各种非限制性实施方案涉及一种用于锻造工件的系统。所述系统可包括模具、合金工件，以及定位在模具的至少一部分与合金工件中间的垫。所述垫可包括多个层，包含具有第一热阻和第一摩擦系数的第一层，以及具有第二热阻和第二摩擦系数的第二层。第一热阻可大于第二热阻，且第一摩擦系数可大于第二摩擦系数。在各个非限制性实施方案中，第一层包括高岭棉(KAOWOOL)，且第二层包括玻璃纤维。

根据本公开的额外非限制性实施方案涉及一种在锻造操作期间使用的多层垫，其中所述多层垫包括第一润滑层、第二润滑层，以及定位在第一润滑层与第二润滑层中间的第一绝缘层。第一润滑层可进一步包括工件接触表面，且第二润滑层可进一步包括模具接触表面。第一润滑层和第二润滑层中的至少一者可包括玻璃纤维，且第一绝缘层可包括陶瓷纤维。第一润滑层和第二润滑层的摩擦系数可小于第一绝缘层的摩擦系数，和/或第一绝缘层的热导率可小于第一润滑层和第二润滑层的热导率。在各个非限制性实施方案中，所述多层垫可包括用于将至少第一润滑层和第二润滑层相对于彼此紧固的紧固件。此外，在各个非限制性实施方案中，第一润滑层和第二润滑层可形成绝缘层可安置到其中的套筒。