TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法
专利汇可以提供TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种TA15 钛 合金 复杂异形截面环形件的辗轧成形方法，为 轧制 出外形完整、尺寸 精度 高、组织和性能优良并沿零件外形分布的复杂异形截面环形件，其技术方案为：把按规格下料的TA15钛合金棒料加热后经镦粗、冲孔和两次小 变形 量环轧成矩形预轧坯；把矩形预轧坯加热后在预轧异形孔型内由预轧内型模 块 和预轧外型模块辗轧成与终轧异形截面环形件结构形状相反的异形预轧坯；把异形预轧坯加热后在终轧异形孔型内由终轧内型模块和终轧外型模块辗轧成异形截面环形件，辗轧时，所述异形预轧坯在终轧异形孔型内沿径向展宽其内部金属按预定的体积流量从较多的地方向较少的地方流动。该环形件主要用于航空航天等领域使用的筒形壳体等回转体零部件。，下面是TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法专利的具体信息内容。
1.一种TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法，包括把按规格下料的TA15钛合金棒料（1）加热到850℃～960℃的变形温度后经镦粗、冲孔和两次小变形量环轧成矩形预轧坯（10）的步骤，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
加热所述矩形预轧坯（10）到上述变形温度后装进轧环机使其纵向截面处于辗轧模具的预轧异形孔型（11）内，所述预轧异形孔型（11）由具有凹槽面（160）的预轧内型模块（16）、具有上凹槽面（171）和下凹槽面（172）的预轧外型模块（17）及上端盖（18）和下端盖（19）围成；
启动轧环机使芯辊（12）和主辊（13）以950KN～1950KN的轧制力在预轧异形孔型（11）内辗轧矩形预轧坯（10），矩形预轧坯(10)以8mm/s～14mm/s的速度沿径向展宽，并在预轧内型模块（16）和预轧外型模块（17）的辗轧下沿与终轧异形截面环形件（40）结构形状相反的方向按预定的体积流量变形成异形预轧坯（30）；所述异形预轧坯（30）由第一预轧矩形环（S01）、第二预轧异形环（S02）、第三预轧矩形环（S03）、第四预轧异形环（S04）及第五预轧矩形
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环（S05）依次叠加组成；在异形预轧坯（30）的内环面上具有预轧内凸台面（30），在其外环
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面上具有预轧上凸台面（30）和预轧下凸台面（30），所述预轧上凸台面（30）处于第二预
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轧异形环（S02）的外周面，所述预轧下凸台面（30）处于第四预轧异形环（S04）的外周面；在
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第二预轧异形环（S02）和第四预轧异形环（S04）之间具有预轧凹槽面（30），并且所述第一预轧矩形环（S01）与第五预轧矩形环（S05）形状和尺寸完全相同、所述第二预轧异形环（S02）与第四预轧异形环（S04）形状和尺寸完全相同；
把轧环机芯辊模的预轧内型模块（16）更换为终轧内型模块（16′），所述终轧内型模
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块（16′）的外周面具有外凸台面（16）；把主辊模的预轧外型模块（17）更换为终轧外型模
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块（17′），所述终轧外型模块（17′）的外周面上具有上凸台面（17）和下凸台面（17）；所述终轧内型模块（16′）、终轧外型模块（17′）的外周面与所述上端盖（18）、下端盖（19）围成终轧异形孔型（11′）；
把异形预轧坯（30）在锻造加热炉内加热到850℃～960℃的变形温度后装 进轧环机
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使其纵向截面处于终轧异形孔型（11′）内，使终轧内型模块（16′）的外凸台面（16）与异
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形预轧坯（30）的预轧内凸台面（30）相对应，终轧外型模块（17′）的上凸台面（17）与异
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形预轧坯（30）的预轧上凸台面（30）相对应，终轧外型模块（17′）的下凸台面（17）与异
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形预轧坯（30）的预轧下凸台面（30）相对应；
启动轧环机以595KN～995KN的轧制力对异形预轧坯（30）进行轧制，所述异形预轧坯
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（30）在终轧异形孔型（11′）内，其内环面上的预轧内凸台面（30）及其外环面上的预轧上
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凸台面（30）、预轧下凸台面（30）首先受到来自终轧内型模块（16′）的外凸台面（16）及
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终轧外型模块（17′）的上凸台面（17）、下凸台面（17）的轧制，异形预轧坯（30）在异形孔型（11′）内以1mm/s～7mm/s的速度沿径向展宽，其内金属流动从第二预轧异形环（S02）向第一预轧矩形环（S01）和第三预轧矩形环（S03）流动，同时从第四预轧异形环（S04）向第三预轧矩形环（S03）和第五预轧矩形环（S05）方向流动；当第二预轧异形环（S02）内的金属流到第一预轧矩形环（S01）和第三预轧矩形环（S03）内的金属体积分别为预定的流量体积V0，并且当第四预轧异形环（S04）内的金属流到第三预轧矩形环（S03）和第五预轧矩形环（S05）内的金属体积分别为预定的流量体积V0时，异形预轧坯（30）在终轧异形孔型（11′）内被辗轧成复杂的异形截面环形件（40）；所述异形截面环形件（40）由第一终轧异形环（S1）、第二终轧矩形环（S2）、第三终轧异形环（S3）、第四终轧矩形环（S4）及第五终轧异形环（S5）依次叠加
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组成，所述第三终轧异形环（S3）的外环面具有终轧外凸台面（40），在所述第一终轧异形环
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（S1）与第三终轧异形环（S3）之间具有终轧上凹槽面（40），在所述第三终轧异形环（S3）与第
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五终轧异形环（S5）之间具有终轧下凹槽面（40），在所述异形截面环形件（40）的内环面上
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具有终轧内凹槽面（40），并且所述第一终轧异形环（S1）与第五终轧异形环（S5）的形状和尺寸完全相同、所述第二终轧矩形环（S2）与第四终轧矩形环（S4）的形状和尺寸完全相同。
2.根据权利要求1所述TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法，其特征在于：所述异形预轧坯（30）与所述异形截面环形件（40）之间的体积关系按下列公式计算： V01=V1－V0；V02=V2＋2V0；V03=V3－2V0；V04=V4＋2V0；V05=V5－V0；
式中：
V01——第一预轧矩形环（S01）对应的环形体积；
V02——第二预轧异形环（S02）对应的环形体积；
V03——第三预轧矩形环（S03）对应的环形体积；
V04——第四预轧异形环（S04）对应的环形体积；
V05——第五预轧矩形环（S05）对应的环形体积；
V1——第一终轧异形环（S1）对应的环形体积；
V2——第二终轧矩形环（S2）对应的环形体积；
V3——第三终轧异形环（S3）对应的环形体积；
V4——第四终轧矩形环（S4）对应的环形体积；
V5——第五终轧异形环（S5）对应的环形体积；
V0——从第二预轧异形环（S02）内流到第一预轧矩形环（S01）内的预定金属流量体积；
等于从第二预轧异形环（S02）内流到第三预轧矩形环（S03）内的预定金属流量体积；等于从第四预轧异形环（S04）内流到第三预轧矩形环（S03）内的预定金属流量体积；等于从第四预轧异形环（S04）内流到第五预轧矩形环（S05）内的预定金属流量体积。
TA15钛合金复杂异形截面环形件的辗轧成形方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
形环S05依次叠加组成；在异形预轧坯30的内环面上具有预轧内凸台面30，在其外环面上
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具有预轧上凸台面30 和预轧下凸台面30，所述预轧上凸台面30 处于第二预轧异形环S02
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的外周面，所述预轧下凸台面30 处于第四预轧异形环S04的外周面；在第二预轧异形环S02
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和第四预轧异形环S04之间具有预轧凹槽面30，并且所述第一预轧矩形环S01与第五预轧矩形环S05形状和尺寸完全相同、所述第二预轧异形环S02与第四预轧异形环S04形状和尺寸完全相同，为清楚起见，上述环S01、S02、S03、S04及S05之间用双点划线101、102、103及104进行了分隔。
面40，在所述第一终轧异形环S1与第三终轧异形环S3之间具有终轧上凹槽面40，在所述
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第三终轧异形环S3与第五终轧异形环S5之间具有终轧下凹槽面40，在异形截面环形件40
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的内环面上具有终轧内凹槽面40，并且所述第一终轧异形环S1与第五终轧异形环S5的形状和尺寸完全相同、所述第二终轧矩形环S2与第四终轧矩形环S4的形状和尺寸完全相同。
为清楚起见，上述环S1、S2、S3、S4及S5之间也用双点划线101、102、103及104进行了分隔。 [0053] 图6示出了异形预轧坯30与异形截面环形件40的纵截面对比图，从图6中可以看出，上述异形预轧坯30的环S01、S02、S03、S04、S05及异形截面环形件40的环S1、S2、S3、S4、S5是能够同时用双点划线101、102、103、104分隔的。异形预轧坯30与异形截面环形件40的各环之间的体积关系按下列公式计算：
终轧内型模块16′的外周面具有外凸台面16 ；把主辊模的预轧外型模块17更换为终轧外
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型模块17′，所述终轧外型模块17′的外周面上具有上凸台面17 和下凸台面17 ；所述终轧内型模块16′、终轧外型模块17′的外周面与所述上端盖18、下端盖19围成终轧异形孔型11′。
凸台面16 与异形预轧坯30的预轧内凸台面30 相对应，终轧外型模块17′的上凸台面17
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与异形预轧坯30的预轧上凸台面30 相对应，终轧外型模块17′的下凸台面17 与异形预
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轧坯30的预轧下凸台面30 相对应。
台面30 及其外环面上的预轧上凸台面30、预轧下凸台面30 首先受到来自终轧内型模块
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16′的外凸台面16 及终轧外型模块17′的上凸台面17、下凸台面17 的轧制（图8中F表示轧制力），异形预轧坯30在异形孔型11′内以1mm/s～7mm/s的速度沿径向展宽，并从金属较多的地方向较少的地方流动，即异形预轧坯30内的金属从第二预轧异形环S02向第一预轧矩形环S01和第三预轧矩形环S03流动，同时从第四预轧异形环S04向第三预轧矩形环S03和第五预轧矩形环S05方向流动；轧制过程中，通过设计计算和轧环机的精确控制，当第二预轧异形环S02内的金属流到第一预轧矩形环S01和第三预轧矩形环S03内的金属体积分别为预定的流量体积V0，并且当第四预轧异形环S04内的金属流到第三预轧矩形环S03和第五预轧矩形环S05内的金属体积分别为预定的流量体积V0时，即：当V1= V01＋V0、V2= V02－
2V0、V3= V03＋2V0、V4= V04－2V0、V5= V05＋V0时，异形预轧坯30在终轧异形孔型11′内被辗轧成复杂的异形截面环形件40。
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