纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102773323102773323B(45)授权公告日2014.11.12(21)申请号201210273832.1周宇静等.细长薄壁筒形件错距旋压成形工(22)申请日2012.07.31艺研究.《轻合金加工技术》.2011,第39卷(第8期),第30-34页.(73)专利权人华南理工大学杨保健等.SPD制备纳米/超细晶金属材料地址广东省广州市天河区五山路381号的成形方法.《锻压技术》.2011,第36卷(第2(72)发明人夏琴香程秀全期),第48-52页.(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有审查员佟林松限公司44245代理人宁尚国(51)Int.Cl.B21D22/14(2006.01)(56)对比文件CN1250354C,2006.04.12,CN100446884C,2008.12.31,EP1106278A2,2001.06.13,CN1216176C,2005.08.24,JP10-24323A,1998.01.27,权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法(57)摘要本发明公开了一种纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，该方法根据金属筒形零件的尺寸，按照变形过程中材料体积不变原理和工件产生85～90％的总厚度减薄率的要求，预制无焊缝筒形或杯形毛坯；然后将毛坯套装在芯模上，经过多道次错距旋压使其壁部厚度减薄率达到60～70％；再将工件放入惰性气体保护炉中进行再结晶处理；最后将工件再次套装在芯模上，经过多道次错距旋压变形使总的壁部厚度减薄率达到85～90％。本发明针对低碳钢薄壁筒形零件不仅具有高精度外形尺寸，还具有整体而非表面的超细晶/纳米化的微观晶粒组织，因此具有良好的整体机械性能。CN102773323BCN10273BCN102773323B权利要求书1/1页1.一种纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，其特征在于包括如下步骤：（1）根据金属筒形零件壁部厚度和零件长度，按照材料体积不变原理和变形过程中碳钢筒形件壁部产生85～90％的总厚度减薄率的要求，预制无焊缝筒形或杯形毛坯；所述碳钢筒形零件的材料为低碳钢；（2）将毛坯套装在芯模上，经过多道次三旋轮错距旋压变形，使其壁厚减薄率达到60～70％；控制三旋轮的轴向错距量为1.5～2.5mm，径向错距量为0.1～0.3mm；（3）将工件放入温度为400～450℃的惰性气体保护炉中进行加热升温至再结晶保温温度550～600℃，保温0.8～1小时，然后出炉冷却；（4）将工件再次套装在旋压芯模上，经过多道次三旋轮错距旋压变形使总的壁厚减薄率达到85～90％，再修边以满足零件尺寸要求。2.根据权利要求1所述的纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，其特征在于：设计毛坯尺寸时，在零件长度方向增加30～50mm的修边余量。3.根据权利要求1所述的纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，其特征在于：所述碳钢为含碳量0.1％-0.25％的低碳钢。4.根据权利要求1所述的纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，其特征在于：所述步骤（3）的冷却为用水进行冷却。5.根据权利要求1所述的纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，其特征在于：所述三旋轮错距旋压变形是使用框架旋轮座式旋压机进行旋压成形，标号分别为1、2、3的三个旋轮呈120°对称分布在框架的中心孔周围，该框架的中心有一通孔，框架通孔的中心点与机床主轴位于同一水平线；标号分别为1、2、3的三个旋轮离中心点的距离分别为R1、R2、R3，标号分别为1、2的旋轮之间的径向错距e12=R1－R2，标号分别为2、3的旋轮之间的径向错距e23=R2－R3；三个旋轮的安装位置在机床主轴方向相互错开，S12为标号为1、2的旋轮之间的轴向错距，S23为标号为2、3旋轮之间的轴向错距。2CN102773323B说明书1/6页纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种纳米/超细晶材料，特别是涉及一种纳米晶/超细晶碳钢筒形件的强力旋压成形方法，属于金属材料的塑性成形领域。背景技术[0002]超细晶/纳米材料是纳米科学技术的一个重要的发展方向。超细晶材料的晶粒特征维度尺寸在微米量级以下（100nm～1000nm），纳米材料的晶粒特征维度尺寸在纳米量级（1nm～100nm）。由于极细的晶粒，大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子以及其本身具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，超细晶/纳米材料与同组成的常规微米晶体材料相比，在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能，因而成为材料科学和凝聚