[发明专利]一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法

说明书

本发明公开了一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法，涉及金属锻造技术领域，其技术方案要点是：根据预设锻造总变形量、初始截面数据计算得到径向锻造处理量；对目标棒材进行第一次锻造形成锻造槽；对目标棒材的径向锻造处理量部分进行第二次锻造，并间隔对目标棒材进行第三次锻造；将完成第一径向锻造的目标棒材旋转90度，重复操作步骤步骤一‑步骤三完成第二径向锻造；反复操作以上步骤进行无限量变形径向锻造。本发明能够有效保证目标棒材沿单一的径向锻造方向进行变形，且将目标棒材反复旋转90度后进行循环锻造，能够实现钛合金等金属棒材进行多次单向锻造形成无限量变形，有效避免了锻造过程出现的变形裂变，提高了锻造质量和效率。

技术领域

本发明涉及金属锻造技术领域，更具体地说，它涉及一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法。

背景技术

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

目前，多向反复镦拔锻造加工是常用的金属材料锻造工艺方法，例如，钛合金材料，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域，世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。然而。多向反复镦拔锻造加工方法由于需要反复改变锻造的方向，操作复杂，变形间隔时间长，且易造成材料温度下降和变形开裂，不利于锻造加工的顺利进行；此外，多向锻造必须采用人工进行操作控制，不利于产品品质的均一化、稳定化。

因此，如何研究设计一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法，为实现钛合金等金属棒材进行多次单向锻造形成无限量变形提供了技术支撑。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钛合金棒材无限量变形的径向锻造方法，包括以下步骤：

S101：获取目标棒材的初始截面数据，并根据预设锻造总变形量、初始截面数据计算得到径向锻造处理量；预设锻造总变形量包括锻造压缩减量和锻造单向变量；

S102：根据径向锻造处理量确定目标棒材的径向锻造终止线，并通过竖向锻造砧座沿径向锻造终止线对目标棒材进行第一次锻造形成与径向锻造方向相互垂直的锻造槽；

S103：通过竖向锻造砧座对目标棒材的径向锻造处理量部分进行第二次锻造，并在第二次锻造过程中间隔启动水平锻造砧座对目标棒材沿径向锻造方向的两侧面进行第三次锻造，直至径向锻造处理量单向锻造变形至预设锻造总变形量后完成第一径向锻造；

S104：将完成第一径向锻造的目标棒材旋转90度，重复操作步骤S101-S103完成第二径向锻造；

S105：通过反复操作步骤S101-S104对目标棒材进行无限量变形径向锻造。

本发明进一步设置为：所述径向锻造处理量的计算过程具体为：

其中，C₀表示径向锻造处理量；C表示锻造单向变量；B₀表示目标棒材沿锻造压缩方向的初始厚度；B表示锻造压缩减量。

本发明进一步设置为：所述第二次锻造的具体过程为：

根据目标棒材的锻造性能参数、锻造宽度值与沿锻造压缩方向的实际厚度比值、竖向锻造砧座的锻造压力值计算得到逐层减小的标准压缩减量；