[发明专利]控制形成匀细化混合晶界的电流补热式电镦方法及装置

说明书

本发明公开了一种控制形成匀细化混合晶界的电流补热式电镦方法，包括电镦装置，还包括能够随着蒜头部的径向增大而同速进行径向后退的辅热电极，当蒜头部内外部温度差达到100～140℃时，将辅热电极夹持在蒜头部外表面，向辅热电极中通入补热电流，使得电流从辅热电极流经蒜头部外表面，从而对蒜头部外表面进行补热，直到蒜头部外表面温度满足需求。还公开了一种电流式电镦装置，包括直流电源、夹持电极、镦粗缸、砧子缸以及砧子电极，还包括设置在砧子电极与夹持电极之间的能够夹持住蒜头部的辅热电极。本发明能够实现快速补热，补热温度高，能耗低，使得蒜头部形成匀细化的混合晶界，提高电镦件的品质，减少开裂，延长寿命。

技术领域

本发明属于电镦技术领域，涉及一种电镦方法以及一种电镦装置。

背景技术

电镦工艺作为响应气门这类局部超大变截面的长杆制件以及需具有高强韧、耐高温、耐蚀等力学、化学性能而应运而生的局部精确聚料制坯工艺。通过在电极端部通以大小可变直流电，利用砧子电极与坯料间的接触电阻及坯料自身电阻，实现坯料局部快速升温至热塑性变形温度上，同时在坯料的冷端面施加一定镦粗力，坯料得以不断进入加热区，同时已加热部位产生局部连续镦粗变形。

电镦工艺采用的电镦装置包括相对设置的砧子缸与镦粗缸；砧子缸相对于镦粗缸的端面上设有砧子电极；砧子缸与镦粗缸之间设有夹持电极；还包括直流电源，砧子电极与夹持电极分别连接在直流电源的两个供电端上。

采用上述电镦装置进行电镦时：首先，将坯料水平夹持在夹持电极上，坯料两端分别抵压在砧子电极与镦粗缸上；坯料位于砧子电极一端为聚料端，坯料位于镦粗缸的一端为冷料端；然后，启动直流电源，使得夹持电极、坯料、砧子电极与直流电源形成闭合回路，直流电流流经坯料的聚料端，聚料端通过自身电阻以及与砧子电极的接触电阻发热，温度不断升高，达到塑性变形温度后，镦粗缸以恒定速度向聚料端推进坯料，砧子电极以一定的速度后退，聚料端不断聚料，从而形成蒜头部。

随着聚料的不断进行，聚料端逐渐增大形成蒜头部，由于蒜头部中间大两头小，形状不均匀，电流从砧子电极到夹持电极主要从电阻路径小的蒜头部内部通过，这样就导致蒜头部内部温度较高，而蒜头部外表面温度较低，随着蒜头部的的不断增大，蒜头部内外温差也越来越大，这种温度分布的不均匀性则导致了电镦件由于动态再结晶程度分布不均匀带来的晶粒粗化、晶粒分布不均匀现象。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种控制形成匀细化混合晶界的电流补热式电镦方法，解决现有技术中电镦过程中蒜头部内外温度不均匀导致的晶粒粗化以及晶粒分布不均匀的技术问题，能够使得蒜头部产生匀细化的混合晶界，提高电镦件的性能，减少开裂，延长寿命。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种控制形成匀细化混合晶界的电流补热式电镦方法，包括电镦装置，所述电镦装置包括由直流电源、夹持电极、镦粗缸、砧子缸以及砧子电极；砧子电极的电导率大于镦粗缸；还包括能够随着蒜头部的径向增大而同速进行径向后退的辅热电极；包括以下步骤：

步骤1：安装坯料：将坯料夹持在夹持电极上，坯料一端抵接在镦粗缸上，另一端抵接在砧子电极上；坯料位于镦粗缸的一端为冷料端，坯料位于砧子电极的一端为聚料端；

步骤2：启动直流电源，使得电流流经砧子电极、聚料端、夹持电极，从而形成主加热回路，聚料端通过自阻加热达到塑性变形温度后，在镦粗缸与砧子缸的速度差下，坯料不断从冷料端向聚料端推进，使得聚料端呈现蒜头生长；

步骤3：当蒜头部内外部温度差达到100～140℃时，保持主加热回路工作的同时，将辅热电极夹持在蒜头部外表面，向辅热电极中通入补热电流，使得电流从辅热电极流经蒜头部外表面，从而对蒜头部外表面进行补热，直到蒜头部外表面温度满足需求。

优选的，蒜头部外表面温度达到950～1150℃时停止补热。