一种钛合金轴类锻件的成形方法

申请号:CN202410156725.3申请日:2024-02-04公开(公告)日:2024-04-26公开(公告)号:CN117920933A申请(专利权)人:中国航发北京航空材料研究院摘要:本发明提供了一种钛合金轴类锻件的成形方法,包括以下步骤:(1)对钛合金轴类锻坯进行表面处理后加热;(2)将锻压模具装配于锻压机上并采用电热棒进行预热;(3)将加热后的锻坯转移于预热后的锻压模具型腔中进行热挤压。本发明采用设置有电热棒的锻造模具对锻坯进行热挤压,更易实现锻坯温度控制,并且变形方式采用垂直挤压方式,提高了组织和性能的均匀性,并减少了毛边余量。

改进烟花算法计算热态轴类锻件内圆柱体空洞缺陷深度

针对高温状态下热态轴类锻件内部产生的圆柱体空洞缺陷测量困难的问题,提出基于改进的烟花算法检测空洞深度方法。根据锻件的内部微元模型和瞬态温度场传热微分方程推导圆柱体空洞温度场与空洞半径关系的微分方程,利用分离变量法求解;对烟花算法进行改进,以提高圆柱体空洞深度检测精度;构造缺陷深度的目标函数进行测试,得到最优解的相对误差为2.5%。最后,运用所提方法、PSO算法和传统的烟花算法于同一深度的空洞分别进行检测,验证所提方法的可行性。

大型轴类锻件的特殊锻造法

利用水平V形砧锻造法,通过有效控制锻件的纤维流向,改善轴类锻件力学性能的异向性,实现轴类锻件的等向锻造,创造普通锻造法无法达到的特殊锻造效果。定性物理模拟实验证明了水平V形砧锻造法是控制轴类锻件力学性能的有效工艺手段。

水平V型锥面砧改善轴类锻件异向性的研究

水平V型锥面砧为横向性能有要求的轴类锻件提供了一种拔长锻造方法,通过改变工具形状、控制纤维流向的方法,来提高轴类锻件横向力学性能,改善异向性。本文进行了水平V型锥面砧与上平砧-下V砧拔长矩形截面坯料锻造的对比试验,通过对比两种锻造方法拔长锻件的纵向、横向力学性能,证实了水平V型锥面砧锻造法达到了普通锻造方法难以实现的锻造效果——轴类锻件力学性能的异向性明显改善,即水平V型锥面砧拔长的锻件同部位屈服强度、抗拉强度和延伸率的横向与纵向之比均在1.0附近变化。

水平V型砧锻造大型轴类锻件的数值模拟和实验

水平V型砧锻造法,可以通过控制锻件金属的流动方向减少轴类锻件力学性能的异向性,在锻件内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。采用有限元分析方法,对水平V型砧锻造法进行了数值模拟,结果显示,采用水平V型砧锻造法时,在砧宽比为1.0和料宽比为0.5的条件下,锻件心部的横向应力都处于压应力状态,而采用普通平砧锻造法使用相同工艺参数时,则会出现不利的拉应力状态。这表明水平V型砧锻造法比普通平砧锻造法在控制轴类锻件的横向应力上更有利,有更广泛的工艺参数范围。

改善轴类锻件力学性能的研究

比较新型凸面砧拔长与WHF法锻造后轴类件的各项力学性能发现,采用新型凸面砧拔长能更好的改善工件力学性能。

大型轴类锻件产生小当量超声波探伤密集缺陷的原因及改善途径

通过解剖发电机转子等大型轴类锻件,确认了锻件内部小当量超声波探伤密集缺陷的实质和产生原因。应用新的锻造工艺理论,根据生产锻件质量统计,确定只有控制砧宽比、料宽比、镦粗高径比、加热温度、变形量、应力状态等工艺参数锻造生产,才能提高轴类锻件质量。

大型轴类锻件内裂分析及工艺优化

从实际案例出发对大型轴类锻件的内裂从形成机理到原材料质量以及毛坯预处理等方面进行综合分析,并在此基础上提出了一系列有效改善大型轴类锻件内裂的热处理工艺。

用于轴类锻件的组合式摔圆模具的设计

锻造轴类锻件时,一般要采用整形模具(摔圆模具)进行摔圆精整作业。介绍了准800 mm摔圆模具的结构、使用方法、重要零件的材料及热处理方式,并对弹簧零件进行了选型计算。

长500～1000mm圆轴类锻件的无毛边调头模锻

在机械制造行业中,广泛地采用锻造方法锻造长度在500～1000内的圆轴类锻件。所用的设备可在模锻锤、摩擦压力机、热模锻压力机、辊锻机、自由锻锤等设备中选择。在这些设备上进行锻造,取得了一定的效果。目前,长500～1000mm圆轴类锻件常在模锻锤、摩擦压力机或自由锻锤上锻造,但都存在一定的不足。不论是模锻锤上锻造或是在自由锻锤上制坯,然后在摩擦压力机上终锻成形,都因设置毛边槽而耗费原材料。一般毛边损失占零件重量的25％～35％。同时需采用长模具而消耗较多的模具材料。

裂纹条件下轴类锻件锻造中温度场分析模型

基于非稳态热传导理论建立了对称与非对称裂纹条件下轴类锻件的二维温度场分析模型。该模型结合复合介质理论,首先运用集总参数法求解对称裂纹锻件的裂纹介质温度场,得出裂纹对应的温度场函数,然后将其作为对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,通过求解热传导方程得到对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型;其次,通过引入修正系数得到非对称裂纹的温度场函数,将该温度场函数作为非对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,求解热传导方程得到非对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型。实验验证了该模型的可行性。

大型轴类锻件新型凸面砧拔长研究

拔长是大型轴类锻件成型的重要工序。本文针对其锻造中拔长过程,研究了一种新的型砧,以期改善拔长时工件应力应变状态,提高锻件内在质量。并应用有限元分析软件deform-3D进行数值模拟,分别研究了型砧角度α、砧宽比对锻件内部应力、应变的影响,列出了对比试验结果。从而确定了基本的型砧参数。

直长轴类锻件锻模CAD

本文介绍作者自行开发的直长轴类锻件锻模CAD软件系统和开发中某些常见问题的解决方法。

轴类锻件热处理过程数值模拟及实验验证

本文利用热处理数值模拟软件Deform-3D对42Cr Mo+Ni轴类锻件的淬火过程进行了数值模拟,模拟了其温度场、组织转变、应力场的变化,并进行了实验验证,模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明:淬火过程中,温度从表面到心部逐渐降低,表面温度下降得最快,心部下降得最慢,最后都降至室温;水冷的温差高于油冷;表面最先开始马氏体转变,心部最晚开始马氏体转变;从表面到心部马氏体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增多;油冷冷却速度比水冷慢,形成马氏体的时间比水冷慢;在热应力和组织应力的共同作用下,无论水淬还是油淬,淬火初期表面为拉应力,中期为压应力,末期又变为拉应力,最后趋于平缓;心部应力的变化趋势与表面完全相反。从边缘位置到中心的硬度逐渐降低且在同一位置水淬的硬度要高于油淬的。

液压支架耳轴类锻件新工艺研制

液压支架耳轴类锻件形状复杂,体积较大,锻件不易成型。原生产工艺工步多,原材料消耗大,工人劳动强度很大,锻件生产成本居高不下。新工艺在很大程度上改善了上述生产不利状况,值得在业内推广运用。

基于AME的轴类锻件计算毛坯图的自动绘制

采用ＡｕｔｏＣＡＤ中的高级造型扩展（ＡＭＥ）对长轴类锻件进行三维实体造型，应用Ａｕ－ｔｏＬＩＳＰ语言编程，实现了计算毛坯图的自动绘制。

42CrMoA大型轴类锻件R面埋藏缺陷分析

分析某大型轴类锻件在制造过程中经无损检测发现的面状延续性缺陷,通过解剖取样、宏观观察、金相分析、化学成分分析以及扫描电镜分析等手段对该缺陷的成因进行探讨。结果表明:在轴身与法兰的过渡区截面存在硫化物的聚集型夹杂缺陷;另外该位置在随后的加工过程中由于存在结构不连续,导致应力集中,缺陷处形成裂纹源,并扩展。

大型轴类锻件锻透压实技术的研究

大型轴类锻件是大型锻件中的典型代表之一,其锻造工艺有其特殊性,锻造过程控制难度较大,容易导致锻件横向力学性能不合格、超声波探伤不合格及粗晶、混晶现象的发生从而导致废品。尽管很多学者对此进行了大量的研究,并提出了一些工艺方法,但在实际应用中的效果并不是太好,其中一个很大的问题是定性的原则多,缺少具有可执行性的定量标准。本文采用任猛提出的"有效压实工艺准则",使得轴类锻件的工艺编制有了定量标准,能够指导制定详细的、具有很强操作性的锻造工艺,用来指导生产,确保了锻件生产的高质量和稳定性。

新FM锻造法在大型轴类锻件生产中的应用

采用新FM锻造法，瞬时砧宽比控制在0．35～0．6之间，瞬时料宽比控制在0．8—1．2之间，压下率选择11％，可获得理想的压实效果，实现小压机锻造大钢锭。

大型船用碳锰钢轴类锻件夹杂物来源及控制

分析大型船用碳锰钢轴类锻件夹杂物出现的原因。研究表明,为提高检测合格率,应高度重视脱氧及夹杂物的变性处理,提高脱氧产物的去除率,同时应高度注意浇注系统的质量与清洁。