[发明专利]一种马氏体钢复杂管型结构件的准流态快速成形方法

摘要

本发明公开了一种马氏体钢复杂管型结构件的准流态快速成形方法及装置，属于金属复杂结构件先进制造技术领域。将管材加热至奥氏体化完全后快速转移至模具中，随后进行合模；合模后向管坯内部快速填充陶瓷准流态介质，完成填充后推动推进冲头，使管材未合模部位发生胀型；完全合模后，充入冷却水并调节流速，使组织完全转变为马氏体。成形过程结束后，通过裁剪、冲孔、喷丸等操作获得最终的结构件。本发明中内壁胀型采用准流态介质，可以降低气体胀型所带来的巨大风险，提高其疲劳寿命；此外，成形过程中，管壁减薄率小，管材的成形精度高。对于特种装备的关键管型结构件的成形，具有良好的适应性，具有较高的工程应用价值。

主权项

1.一种马氏体钢复杂管型结构件的准流态快速成形方法，其特征在于，包含以下步骤：1)下料：选择壁厚为2～3mm，直径为60～80mm，轴向尺寸为300～400mm的空心管坯进行下料；2)奥氏体化：将管坯置于电阻炉中整体加热至920℃～950℃，保温2min～5min，加热完成后将管坯送入准流态成形模具中，并将带有流态‑准流态介质双管路的冲头装夹至两端；3)准流态成形：管坯装夹完毕后，将上模下压，上下模接触后继续增大合模力至300kN，随后通过冲头内部的管槽向管材内部充入预先加热至管坯温度的准流态陶瓷颗粒，填满管坯内部后推动冲头，使得管坯发生胀型，实时监测管坯的管壁压力，当管壁压力达到25MPa时即确认管坯完全合模，随后保压2～3min；成形过程中，控制冲头推进速度为15～22mm/s，控制补料速度为13～21mm/s；准流态介质对应陶瓷颗粒直径为0.2mm～0.5mm，充入及抽出过程的时间均不超过3s；4)快速淬火：保压完成后，将管内准流态陶瓷颗粒换为冷却水进行快速淬火，淬火时控制水流速度为2m/s～4m/s；此外，淬火阶段通过温度反馈系统进行水流流速调节，控制管材冷却速度不大于110℃/s，当管材冷却至室温后，通入氮气将管内冷却水完全排出；5)裁剪、冲孔。