[发明专利]一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法

说明书

本发明公开的属于钛合金加工技术领域，具体为一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法，包括具体步骤如下：根据目标需求零件直径长度Lsubgt;1/subgt;、厚度Tsubgt;1/subgt;以确定原材料厚度Tsubgt;0/subgt;，原材料长度，一般地，原材料是经挤压或锻造的厚壁机加工管件，内外表面粗糙度由于3.2等级，机加工余量一般直径不小于3mm，计算原理为体积不变，厚度远远小于直径，本发明通过结合感应加热与强力旋压工艺能够解决常规火焰加热不均匀、生产效率低、控制难度大的难题，且能够提升产品质量及加工稳定性，并且感应加热能够集中加热效率，对旋压设备热损坏起到了一定的抑制作用。

技术领域

本发明涉及钛合金加工技术领域，具体为一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法。

背景技术

随着航空、航天、兵器、能源等行业对关键零件高强度、轻量化的需求越来越迫切，钛合金材料应用也越来越广泛。大长径比高强度钛合金管在燃料输送、高低温承压、装载弹药、承力联结等方面有着不可替代的优势。但受制于制备工艺，目前钛合金管材成形方法主要通过锻造、挤压、轧制、焊接并通过机加工来实现。一般地，锻造及挤压管的成形厚度远远大于需求厚度，故需要通过大量的机加工(一般机加工方法为车加工、镗加工)来满足产品最终要求，材料利用率在15-30％左右。

强力旋压工艺在制备筒形零件上有许多优势，材料利用率高、加工精度高、加工效率高，且能够提升材料强度性能，在航天、兵器等发动机壳体成形上已形成批产。而高强钛合金往往在常温下难以成形，普通火焰加热的方式存在温度不均匀，加热效率低等弊病，这都制约了高强钛合金筒形零件的旋压成形。因此，发明一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法。

发明内容

鉴于上述和/或现有一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法，通过结合感应加热与强力旋压工艺，能够解决上述提出现有的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种薄壁大长径比钛合金强力热旋压加工方法，其包括具体步骤如下：

步骤一：根据目标需求零件直径长度L₁、厚度T₁以确定原材料厚度T₀，原材料长度，一般地，原材料是经挤压或锻造的厚壁机加工管件，内外表面粗糙度由于3.2等级，机加工余量一般直径不小于3mm，计算原理为体积不变，厚度远远小于直径；

步骤二：将待旋压材料放置在电阻加热炉进行预热，此步骤是为了节省机床占用时间，通过提前预热的方式缩短感应加热时间，电阻炉内预热一般不应低于400℃；

步骤三：对主体芯模进行预热，主体芯模预热一般在每次批量生产前或每班生产前完成，持续生产过程中主体芯模温度会有小范围波动，生产前需要对主体芯模温度进行测量，温度过低需要进行补充加热，主体芯模预热后应在芯模表面充分涂刷润滑剂与脱模剂，防止贴模较好的情况下无法脱模；

步骤四：根据材料单道次极限减薄率确定下压量δt₁，采用错距旋压加工工艺可以能够提高材料压透性，有利于材料温升，根据错距旋压三个旋轮A、B、C减薄的一般原则，采用等量分配的原则，确定旋轮A与模具的间隙旋轮B与模具的间隙旋轮C与模具的间隙T₀-δt₁，这里不考虑机床退让量，也不考虑三个旋轮形貌不一致，默认三个旋轮A、B、C形貌一致；

步骤五：根据步骤四确定的旋轮与主体芯模间隙，采用标准量块或者塞尺进行测量，这个步骤需要在主体芯模预热后完成，也就是需要热状态测量间隙，防止主体芯模膨胀导致间隙过小，进而造成成品壁厚偏薄，旋轮与主体芯模间隙测量误差应小于0.05，旋轮A与模具的间隙旋轮B与模具的间隙旋轮C与模具的间隙T₀-δt₁；