钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114273581A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111606163.0(22)申请日2021.12.26(71)申请人贵州安大航空锻造有限责任公司地址561005贵州省安顺市西秀区黄果树大街东段322号(72)发明人叶俊青狄鹏王宇锋(51)Int.Cl.B21J5/02(2006.01)B21J13/02(2006.01)B21J13/06(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法(57)摘要本发明公开了一种钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法，其特征在于，采用多向锻造装置对钛合金复杂模锻件进行成形，使锻件垂直方向与水平方向同时变形，确保金属材料充分朝多个方向流动，使晶粒内部相互交错，破碎后，能够充分进行回复再结晶，从而达到细化晶粒，提高组织性能的目的。该方法适用于钛合金复杂模锻件多向锻造成形。CN114273581ACN114273581A权利要求书1/1页1.一种钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，制作一种多向锻造装置，该装置包括：下砧板、上砧板、导向连杆、滑块、上楔块、中央连杆、塔形块、中间楔块、上模固定垫板、上模具、侧向模具、下楔块、下模固定垫板、下模具；所述上楔块与塔形块接触面的倾斜角度为α，初始接触面的面积为S1；所述上楔块与中间楔块接触面的倾斜角度为β，初始接触面的面积为S2；所述中间楔块与下楔块接触面的倾斜角度为θ；第二步，将坯料加热保温后，转移至多向锻造装置中，上模具与下模具的中间；驱动上砧板向下移动，并推动上楔块向下移动，上楔块将驱动力传到塔形块和中间楔块上，上模具与下模具在塔形块的推动下逐渐闭合；中间楔块将继续将驱动力传到下楔块上，并驱动侧向模具逐渐闭合，直到坯料在上、下模具与侧向模具闭合后形成的型腔内成形。2.根据权利要求1所述的钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法，其特征在于，所述上楔块与塔形块接触面的倾斜角度α、初始接触面的面积S1、上楔块与中间楔块接触面的倾斜角度β、初始接触面的面积S2、中间楔块与下楔块接触面的倾斜角度θ满足以下关系：S1×S2×22cosα×cosβ×(1‑sinθ)＝(S1×cosα)×sinθ‑(S2×cosβ)。2CN114273581A说明书1/2页钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法技术领域[0001]本发明涉及一种锻造方法，特别是涉及了一种钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法。背景技术[0002]钛合金属于轻质难变形结构材料，锻造过程中变形抗力大，变形温度窗口窄，对应变速率敏感。钛合金再结晶晶粒的形成主要来源于形变过程中形成的晶界以及亚晶界。因此，形变晶界的形成是一个重要的过程。在变形过程中，不同取向的原始相邻晶粒应变量不同，导致晶界附近的应力集中，应力的释放主要依靠形变晶界的形成，滑移和孪生过程会形成形变晶界，并且会导致晶粒旋转，从而形成特定的取向，使晶粒破碎。采用多向锻造过程中，使钛合金变形带取向随着载荷轴向的变化而改变，在初始晶粒内部相互交错，形成具有几何晶界的位错胞状组织，随着变形量的增大，胞状组织会逐步转变为亚晶粒，变形量进一步增加时，亚晶粒进一步转化为具有低角度晶界或者高角度晶界的再结晶晶粒，与传统的单向变形工艺相比，多向锻造技术使得再结晶晶粒不仅能在原始晶粒晶界处产生，并且能在晶粒内部大量生成，大幅度增加晶粒细化效果。[0003]目前，国内对钛合金复杂模锻件多向锻造成形，主要采用在锻造过程中通过不断调整加载方向，相当于对坯料的不同方向进行多次锻造来实现的。这种方法每次调整的受力大小、角度不好控制，会对钛合金锻件的组织性能产生影响。而且对于复杂模锻件来讲，每个方向的锻件尺寸都有差异，并不适用于该方法。发明内容[0004]本发明要解决的问题是提供一种钛合金复杂模锻件多向锻造成形方法，通过对模具结构的设计，使得在锻造过程中，锻件各个方向的受力均衡，保证钛合金复杂模锻件的组织和性能。[0005]为解决上述技术问题，本发明涉及的技术方案包括以下步骤：[0006]第一步，制作一种多向锻造装置，该装置包括：下砧板、上砧板、导向连杆、滑块、上楔块、中央连杆、塔形块、中间楔块、上模固定垫板、上模具、侧向模具、下楔块、下模固定垫板、下模具；所述上楔块与塔形块接触面的倾斜角度为α，初始接触面的面积为S1；所述上楔块与中间楔块接触面的倾斜角度为β，初始接触面的面积为S2；所述中间楔块与下楔块接触面的倾斜角度为θ；[0007]第二步，将坯料加热保温后，转移至多向锻造装置中，上模具与下模具的中间；驱动上砧板向下移动，并推动上楔块向下移动，上楔块将驱动力传到塔形块和中间楔块上，上模具与下模具在塔形块的推动