[发明专利]一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法

说明书

一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法，本发明涉及一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法。本发明是解决现有轴承套圈锻造时锻件金属流线分布紊乱，达不到金属流线沿着锻件轮廓分布需求的问题。方法：依次通过矮坯料镦粗、V形冲头闭式冲孔、穿孔、扩孔和辗扩成形‑灰埋冷却‑球化退火处理‑车削‑磨削‑精加工。本发明用于航空发动机滚子轴承套圈锻造。

技术领域

本发明涉及一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法。

背景技术

轴承作为航空发动机的关键部件，其失效可能导致事故的发生。轴承失效的主要模式是由摩擦力所引起的轴承套圈滚道磨损及疲劳剥落。众所周知，锻造时形成的金属流线对轴承套圈滚道的耐磨性起重要作用。金属锻造过程中，在高温和压力作用下，会出现第二相粒子以最大变形方向为导向，形成金属流线，金属流线方向的强度比垂直方向高50～70％。轴承套圈制造中存在的一个问题是如何使材料金属流线按照一种特殊方式分布。如果金属流线在工作表面出现露头会导致轴承套圈产生严重的破坏。因此，金属流线宏观结构的有利方向应该是与构件接触的作用方向相一致。考虑到锻造各工序时材料宏观结构的变化，有目的地进行轴承套圈坯料的形状改变，将制造具有合理流线分布的轴承套圈成为可能。传统的航空发动机轴承套圈锻造采用的原始棒料高径比较大，并且热锻制坯时采用自由锻造，不加模具进行限制，导致轴承套圈锻件金属流线分布紊乱，达不到金属流线沿着锻件轮廓分布的需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有轴承套圈锻造时锻件金属流线分布紊乱，达不到金属流线沿着锻件轮廓分布需求的问题，而提供一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法。

本发明一种控制金属流线合理分布的航空发动机滚子轴承套圈锻造成形方法具体是按以下步骤进行：

一、根据航空发动机滚子轴承套圈设计需要进行钢棒下料，得到棒料；所述棒料的高径比为0.7～0.9；

二、棒料在温度为950～1150℃保温，然后进行墩粗工序，得到墩粗后的坯料；所述墩粗工序的镦粗比为1.2～1.4；

三、对模具进行预热，并涂抹润滑剂，然后将镦粗后的坯料放入到模具中，进行闭式冲孔工序，冲孔后获得纵截面为锥形的坯料，冲孔连皮放置于坯料底部，保证孔在中心位置，得到冲孔后的坯料；冲孔连皮厚度为2～6mm；

四、将冲孔后的坯料翻面进行穿孔工序，穿孔后得到预制环件；

五、将预制环件进行扩孔工序，得到扩孔后预制环件；

六、采用过孔冲子将扩孔后预制环件的内径拉直，得到辗扩所需尺寸的预制环件，然后返炉进行加热，得到待辗扩环件；

七、将待辗扩环件放置在辗环机上进行辗扩成形工序，成形出金属流线分布合理的轴承套圈锻件，然后进行灰埋冷却处理，得到经辗扩成形灰埋后的轴承圈；

八、将经辗扩成形灰埋后的轴承圈进行球化退火处理，得到经球化退火后的轴承圈；

九、将经球化退火后的轴承圈进行后续加工，获得所需几何精度的航空发动机滚子轴承套圈。

本发明的有益效果：

本发明根据航空发动机轴承高温、高速、重载的工况需求，在保证套圈锻件满足航空发动机轴承锻件质量标准的同时，对套圈的金属流线进行控制，使轴承套圈的金属流线严格按照几何外形分布，避免工作表面出现金属流线露头缺陷。