專利名稱：鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型材的彎曲方法，特別是涉及了鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法。
背景技術(shù)：
隨著航空、航天、船舶、燃氣輪機、風能、核能及軸承等行業(yè)對環(huán)件需求的增加，采用傳統(tǒng)軋制方法成形的環(huán)件由于機械加工余量大、材料利用率低，不僅浪費大量的材料，而且還使環(huán)件的成本居高不下。而采用閃光焊接工藝生產(chǎn)的環(huán)件，機加余量少，材料利用率高，成本也隨之大大降低，有利于使環(huán)件成形朝著精密成形技術(shù)方向發(fā)展。閃光焊環(huán)坯的制備技術(shù)是生產(chǎn)閃光焊環(huán)件的關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)有技術(shù)中對于閃光焊環(huán)坯的制備主要采用以下方法先將型材裝入彎曲機上彎 曲成近似的圓形，并在型材兩端頭部位各留一段直邊；再在校型機上將型材的直邊部分與圓弧部分彎曲成一折角，使型材兩端的直邊相互對齊，便于閃光對焊機對環(huán)坯的夾持并進行焊接。采用上述方法制備的閃光焊環(huán)坯，在環(huán)坯的圓弧部分和兩端直邊部分的連接處會產(chǎn)生折角，在環(huán)坯的表面容易產(chǎn)生壓痕；所述環(huán)坯經(jīng)閃光焊成形為環(huán)件后，需要進行脹形校圓處理，脹形時折角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中被脹裂而導致環(huán)件報廢，校圓時，需要花費大量的工時和能耗對折角進行修整，而且不能被完全消除，校圓后環(huán)件整體橢圓度較大；由于閃光焊環(huán)件的加工余量較小，環(huán)件橢圓度較大及表面存在壓痕都會影響環(huán)件的尺寸精度，造成尺寸精度低，不利于獲得少無余量加工的閃光焊環(huán)件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在彎曲機上對型材進行分段彎曲的方法來實現(xiàn)鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件型材的彎曲制坯，該方法能消除彎曲鎳基高溫合金型材時所產(chǎn)生的折角和壓痕，有利于提高閃光焊環(huán)件尺寸精度和加工質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其技術(shù)方案包括以下步驟把按規(guī)格下料的鎳基高溫合金型材分成mn、no、op、pq及qw五段,所述各段的比值為匪μ οβ m aw=l. 0 2. 0 2· 5 7. 0 8· 0 2. 0 2· 5 1.0，再把所述型材加熱至 650°C ±20°C ；把所述型材裝進彎曲機，由彎曲機的上輥和兩個下輥對其進行定位，使所述型材的中心與所述上輥的中心對齊，所述上輥和兩個下輥位于所述型材的op段；操控所述上輥沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)、兩個下輥沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動型材向其右端方向移動，同時對兩個下輥加載292KN的力使其向上移動頂壓型材，當左下輥與型材的ο點接觸時，改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其左端方向移動；當右下輥與型材的P點接觸時，再一次改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其右端方向移動，直到上輥與型材op段的中點接觸；彎曲過程中兩個下輥始終一直向上移動頂壓型材；所述上、下棍的旋轉(zhuǎn)線速度均為2400mm/min,所述兩個下棍向上移動的速度均為6. Omm/min ;重復上述操作5次，此時，op圓弧段達到預定的曲率半徑；停機檢測所述型材的溫度，若大于或等于450°C時繼續(xù)彎曲操作，若小于450°C，回爐加熱至650°C ±20°C后再繼續(xù)彎曲；把所述型材的no段定位在彎曲機上使其中點與上輥的中心對齊；操控上輥沿順時針方向旋轉(zhuǎn)、兩個下輥沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動型材向其左端方向移動，同時對兩個下輥加載426KN的力使其向上移動頂壓型材；當右下輥與型材的ο點接觸時，改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其右端方向移動；當左下輥與型材的η點接觸時，再一次改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其左端方向移動，直到上輥與型材的no段的中點相接觸；彎曲過程中兩個下輥始終一直向上移動頂壓型材；所述上、下輥的旋轉(zhuǎn)線速度均為1200mm/min,所述兩個下棍向上移動的速度均為7. 6mm/min ;重復上述操作5次,此時,no圓弧段達到預定的曲率半徑；
按上述彎曲no段的步驟彎曲pq段，直到彎曲后的pq圓弧段達到預定的曲率半徑，所述型材的mn段和qw段對齊。優(yōu)選地，所述各彎曲圓弧段的曲率半徑由下式確定
a2 IR = i +土§ —卜d
8S 2式中R -彎曲后對應(yīng)圓弧段的曲率半徑(mm);a -兩個下輥之間的中心距離(mm);δ —彎曲對應(yīng)圓弧段時下輥上升的距離(mm);r -下棍的半徑(mm);d -型材的厚度(_)。優(yōu)選地，所述下輥向上移動的速度與所述上、下輥的旋轉(zhuǎn)速度由下式確定
δV, =-V1
η π R式中V2——彎曲對應(yīng)圓弧段時下輥向上移動的速度(mm/min);V1 —彎曲對應(yīng)弧段時上輥或下輥的旋轉(zhuǎn)速度(mm/min);R -彎曲后對應(yīng)圓弧段的曲率半徑(mm);δ——彎曲對應(yīng)圓弧段時下輥上升的距離(mm);η——對應(yīng)圓弧段重復彎曲的次數(shù)(次)。優(yōu)選地，所述彎曲機加載給下輥使其能向上移動頂壓型材的最小力由下式確定
Γ P 8]-J(a-'+4^2) , 4aS
Γ OO 9 Q — ___、^ ο ct
Λi ――wμ.μ CWμ
a」(a」-4S ) a + 4S式中F——彎曲機加載給下輥使其能向上移動頂壓型材的最小力(N);
EJ——棒材的剛度。其中，E為彈性模量(GPa)，J為棒材的截面慣矩(cm4);a——兩個下輥之間的中心距離(mm);δ——下輥向上移動的距離(mm)。優(yōu)選地，所述鎳基高溫合金是GH4169。優(yōu)選地,所述環(huán)件的軸向截面尺寸最大是65mmX30mm。采用所述方法彎曲成形的閃光焊薄壁環(huán)件的環(huán)坯呈“D”字型，由兩條直邊、圓弧部及連接所述直邊和圓弧部的過度圓弧段組成，在兩條直邊之間端部相對的位置處具有開□。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所述鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，在彎曲過程中把所述型材分成mn、no、op、pq及qw五段,所述各段的比值為腿no :迎aw=l. O
2.0 2· 5 7. 0 8· O 2. 0 2· 5 L0，使彎曲后op段的曲率半徑大于no或pq段的曲率半徑，有利于彎曲變形及獲得呈“D”字型的環(huán)坯。并且彎曲后環(huán)坯的兩條直邊與圓弧部通過過渡圓弧段連接，消除了兩條直邊與圓弧部的連接產(chǎn)生折角和在環(huán)坯表面產(chǎn)生壓痕的現(xiàn)象，不僅使制坯過程易于進行，并且還避免了焊接成形的閃光焊環(huán)件在后續(xù)脹形校圓工藝中折角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而脹裂導致環(huán)件報廢的問題；同時，也使得脹形校圓過程易于進行，可以節(jié)省大量的工時和能耗，消除橢圓度，提高環(huán)件的尺寸精度和加工質(zhì)量，獲得少無余量加工的閃光焊環(huán)件。在所述型材彎曲過程中，當各彎曲圓弧段的曲率半徑滿足
權(quán)利要求
1.一種鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于，包括以下步驟 把按規(guī)格下料的鎳基高溫合金型材分成mn、no、op、pq及qw五段,所述各段的比值為匪on m aw=l. 0 2. 0 2· 5 7. 0 8· O 2. 0 2· 5 1. O，再把所述型材加熱至650 °C ±20°C ； 把所述型材裝進彎曲機，由彎曲機的上輥和兩個下輥對其進行定位，使所述型材的中心與所述上輥的中心對齊，所述上輥和兩個下輥位于所述型材的op段； 操控所述上輥沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)、兩個下輥沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動型材向其右端方向移動，同時對兩個下輥加載292KN的力使其向上移動頂壓型材，當左下輥與型材的ο點接觸時，改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其左端方向移動；當右下輥與型材的P點接觸時，再一次改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材20向其右端方向移動，直到上輥與型材op段的中點接觸；彎曲過程中兩個下輥始終一直向上移動頂壓型材；所述上、下棍的旋轉(zhuǎn)線速度均為2400mm/min,所述兩個下棍向上移動的速度均為6. Omm/min ;重復上述操作5次，此時，op圓弧段達到預定的曲率半徑； 停機檢測所述型材的溫度，若大于或等于450°C時繼續(xù)彎曲操作，若小于450°C，回爐加熱至650°C ±20°C后再繼續(xù)彎曲； 把所述型材的no段定位在彎曲機上使其中點與上輥的中心對齊；操控上輥沿順時針方向旋轉(zhuǎn)、兩個下輥沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動型材向其左端方向移動，同時對兩個下輥加載426KN的力使其向上移動頂壓型材；當右下輥與型材的ο點接觸時，改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其右端方向移動；當左下輥與型材的η點接觸時，再一次改變上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)方向，驅(qū)動型材向其左端方向移動，直到上輥與型材的no段的中點相接觸；彎曲過程中兩個下輥始終一直向上移動頂壓型材；所述上、下輥的旋轉(zhuǎn)線速度均為1200mm/min,所述兩個下棍向上移動的速度均為7. 6mm/min ;重復上述操作5次,此時,no圓弧段達到預定的曲率半徑； 按上述彎曲no段的步驟彎曲pq段，直到彎曲后的pq圓弧段達到預定的曲率半徑，所述型材的mn段和qw段對齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于所述各彎曲圓弧段的曲率半徑由下式確定
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于所述下輥向上移動的速度與所述上、下輥的旋轉(zhuǎn)速度的配合關(guān)系由下式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于所述彎曲機加載給下輥使其能向上移動頂壓型材的最小力由下式確定
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于所述鎳基高溫合金是GH4169。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于所述環(huán)件的軸向截面尺寸最大是65mmX30mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其特征在于采用所述方法彎曲成形的閃光焊薄壁環(huán)件的環(huán)坯呈“D”字型，由兩條直邊、圓弧部及連接所述直邊和圓弧部的過渡圓弧段組成，在兩條直邊之間端部相對的位置處具有開口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎳基高溫合金閃光焊薄壁環(huán)件的型材彎曲制坯方法，其步驟為把按規(guī)格下料的鎳基高溫合金型材分成mn、no、op、pq及qw五段并加熱至650℃±20℃后裝進彎曲機定位。先彎曲op段，所述彎曲機的上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)線速度為2400mm/min，兩個下輥向上移動的速度為6.0mm/min，重復彎曲5次，此時，op圓弧段達到預定的曲率半徑；再彎曲no段和pq段，所述上輥和兩個下輥的旋轉(zhuǎn)線速度為1200mm/min，兩個下輥向上移動的速度為7.6mm/min，重復彎曲5次，此時，no和pq圓弧段達到預定的曲率半徑。所述型材彎曲變形成為“D”字型的環(huán)坯，該環(huán)坯的兩條直邊與圓弧部通過過渡圓弧段連接，消除了兩條直邊與圓弧部的連接產(chǎn)生折角和在環(huán)坯表面產(chǎn)生壓痕的現(xiàn)象。
文檔編號B21D7/08GK102941263SQ20121048065
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者魏志堅, 謝永富, 蘇春民, 陳沛, 朱靈華, 奚曉 申請人:貴州安大航空鍛造有限責任公司