[发明专利]高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装及控制方法

权利要求书

1.大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：该工装包括旋压模具(1)、辐射加热装置(3)和尾顶(5)；

所述的旋压模具(1)为带中心孔的空心圆柱，尾顶(5)固定连接在辐射加热装置(3)上，旋压成形过程中，辐射加热装置(3)和尾顶(5)安装在旋压模具(1)的中心孔内；

所述的辐射加热装置(3)包括第一撑板(6)、加热管(7)和第二撑板(8)，辐射加热装置(3)上自带控温箱；加热管(7)固定连接在第一撑板(6)和第二撑板(8)之间；

所述的尾顶(5)为带有实心锥段和第二空心圆柱的组合体，实心锥段和第二空心圆柱为一体成型，且实心锥段的小端直径与第二空心圆柱的直径一致，第二空心圆柱带有中心孔。

2.根据权利要求1所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：旋压模具(1)的带中心孔的空心圆柱定义为第一空心圆柱，第一空心圆柱的底端带有垭口，该垭口用于与旋压设备进行连接，第一空心圆柱的外径与高稀土镁合金筒坯(2)的内径相匹配，高稀土镁合金筒坯(2)套装在第一空心圆柱上。

3.根据权利要求2所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：第一空心圆柱的外径为Φ750～800mm，第一空心圆柱的高度为800～900mm，第一空心圆柱的中心孔直径为Φ500～550mm，第一空心圆柱中心孔的深度为400～600mm。

4.根据权利要求1所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：第一撑板(6)和第二撑板(8)的外形和尺寸规格均完全相同，其直径均为Φ400～500mm，其厚度均为20～40mm，第一撑板(6)和第二撑板(8)上分别均匀分布有12个圆孔且其圆心均在一个同心圆上，此同心圆上各点与第一撑板(6)或第二撑板(8)最外缘的距离均为20～40mm，第一撑板(6)和第二撑板(8)上12个圆孔的直径均为Φ16～24mm。

5.根据权利要求1所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：加热管(7)为实心圆柱且两端带有螺纹，实心圆柱的数量为12根且其直径与第一撑板(6)和第二撑板(8)上圆孔的直径相匹配，实心圆柱的总长度为400～600mm，实心圆柱两侧的螺纹长度均为15～20mm。

6.根据权利要求1所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：锥段底端的直径为Φ200～300mm，锥段顶端的直径为Φ100～120mm，锥段的高度为40～60mm；

第二空心圆柱的直径为Φ100～120mm，高度为150～200mm，中心孔的直径为Φ40～60mm，深度为100～120mm；

尾顶(5)的底端通过压紧螺栓4与第二撑板(8)固定连接。

7.根据权利要求1所述的大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制工装，其特征在于：旋压模具(1)、辐射加热装置(3)、压紧螺栓4以及尾顶(5)的材料均采用A3钢。

8.大尺寸高稀土镁合金筒形件旋压变形温度场控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(一)，将旋压变形温度场控制工装进行连接：将尾顶(5)与辐射加热装置(3)固定连接在一起，拧紧力矩为20～30N·m，然后将尾顶(5)的中心孔套装在旋压设备的尾顶杆上，从而实现将辐射加热装置(3)及尾顶(5)整体与旋压设备的尾顶装置连接在一起；

步骤(二)，将高稀土镁合金筒坯(2)置入热处理炉中整体预热，保温温度为300～350℃，保温时间为1.5～2h，预热结束后，将高稀土镁合金筒坯(2)出炉；

步骤(三)，将旋压模具(1)通过垭口固定安装在旋压设备上，使用氧-乙炔喷枪对旋压模具(1)进行预热，加热时间为30～40min，直至旋压模具(1)的温度达到100～150℃时为止；

步骤(四)，将通过步骤(二)预热后的高稀土镁合金筒坯(2)沿着旋压模具(1)的顶端固定安装在通过步骤(三)预热后的旋压模具(1)上；

步骤(五)，开始旋压，当旋压设备的旋轮与高稀土镁合金筒坯(2)接触时，将辐射加热装置(3)通过旋压设备尾顶装置伸入到旋压模具(1)的中心孔内，开始辐射加热，直至将高稀土镁合金筒坯(2)旋制为所需的大尺寸高稀土镁合金筒形旋压件10；

步骤(六)，旋压结束后，将大尺寸高稀土镁合金筒形旋压件10与旋压模具(1)分离，然后置入水槽中进行冷却；接着将冷却后的大尺寸高稀土镁合金筒形旋压件10放入到热处理炉中进行时效处理，时效温度为220～260℃，保温时间为6～8h；

步骤(七)，将通过步骤(六)时效结束后的大尺寸高稀土镁合金筒形旋压件10从热处理炉中取出，冷却到室温后得到大尺寸高性能高稀土镁合金筒形件。