[发明专利]一种上下带凸台盘锻件胎膜制坯成形方法

说明书

本发明公开一种上下带凸台的盘锻件胎膜制坯成形方法，包括根据锻件毛坯图，制作胎膜和带凹槽的上锤头，上锤头的凹槽直径和深度与盘锻件上凸台直径和高度相等，胎膜纵剖面形状及尺寸与带下凸台的盘锻件的纵剖面形状及尺寸一致；将预热后的钛合金棒坯放入胎膜中，用平面上锤砧锻压棒坯直至坯料高度为最终锻件的总高度；将重新预热的变形后棒坯再次放入胎膜，用所述上锤头锻压棒坯，同时使旋转工作台旋转预定角度，直至盘锻件的直径和高度满足要求。本发明采用自由锻胎膜成形应用于模锻制坯成形中，通过简易工装和坯料外形，采用胎膜和带凹槽的上锤头分步成形，使得坯料形状更接近于锻件的外形，避免坯料形状尺寸与模锻成形不匹配，不易充填等问题。

技术领域

本发明属于航空产品塑性成形领域，具体涉及一种上下带凸台盘锻件胎膜制坯成形方法。

背景技术

上下带凸台的盘锻件结构件是航空产品零件的一种典型结构，其结构如图1示意所示，包括中间的盘锻件和在盘锻件的上下面的上下凸台。该航空结构件由于产品性能要求高，都采用等温模锻最终成形。等温模锻成形之前需要将坯料预制成一定形状。由于该锻件上下都带凸台，且凸台的高度较大，存在充填较困难，坯料形状不合理会导致锻件充填不满，凸台和盘件连接处易出现折叠，需要的锻压设备吨位大等缺点。

发明内容

鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种上下带凸台盘锻件胎膜制坯成形方法，避免坯料形状尺寸与模锻成形不匹配，不易充填等问题。

本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：

一种上下带凸台的盘锻件胎膜制坯成形方法，包括以下步骤：

(1)根据锻件毛坯图，设计并制作胎膜和带凹槽的上锤头，所述带凹槽的上锤头的凹槽直径和深度分别与盘锻件上凸台直径和高度相等，所述胎膜的纵剖面形状及尺寸与带下凸台的盘锻件的纵剖面形状及尺寸一致；

(2)将预热后的钛合金棒坯的一端放入所述胎膜中，用平面上锤砧锻压棒坯，直至坯料高度为最终锻件的总高度；

(3)将重新预热后的变形后棒坯再次放入所述胎膜中，用所述上锤头锻压棒坯，同时使所述胎膜旋转预定角度，直至盘锻件的直径和高度满足要求。

其中所述方法还包括在成形之前，将棒坯放入胎膜中的一端加工成锥度，另一端倒角为30～45°，以防锻造过程端头产生开裂，所述锥度可为30～60°，可根据棒材的直径D和下凸台的直径D3选择，以便于棒坯能放进胎膜。

按照实施例，其中所述钛合金棒坯的预热是将钛合金棒坯在比β转变温度低20～50℃的预定温度加热第一时间。

按照实施例，其中所述第一时间为0.6～0.8min/mm×D mm，其中D为钛合金棒坯的直径，以保证棒坯能够热透。

按照实施例，其中所述变形后棒坯的重新预热是将变形后的棒坯在比β转变温度低20～50℃的预定温度加热第二时间，所述第二时间为所述第一时间的一半。

按照实施例，其中用平面上锤砧锻压棒坯或用所述上锤头锻压棒坯包括使平面上锤砧或所述上锤头以5～15mm/s的速度下压，单次压下量10～30mm。

按照实施例，其中所述预定角度为10～20°。

按照实施例，其中所述平面上锤砧、所述上锤头和所述胎膜在使用前分别在200～300℃的温度下预热，以防止棒坯接触胎膜等时温差过大,棒坯表面温度大幅下降,产生裂纹。

本发明采用自由锻胎膜成形应用于模锻制坯成形中，通过设计简易工装和坯料外形，采用胎膜和带凹槽的上锤头分步成形，使得坯料形状更接近于锻件的外形，利于模锻件的最终成形，避免坯料形状尺寸与模锻成形不匹配，不易充填等问题。

附图说明

图1是上下带凸台的盘锻件结构件的结构示意图；