结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法

摘要

本发明公开了一种结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法。为使轧制过程能够连续、稳定地进行，本发明提出了一种芯辊的合理进给方式，并且根据结构钢异形薄壁环件的形状及尺寸反推设计结构钢矩形环坯，从而实现结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件。这种轧制方法主要用于航空、航天、工业机械等领域的结构钢异形薄壁环件的成形。

主权项

一种结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法，其特征在于，包括以下步骤：把按规格下料的结构钢棒材加热到1100℃～1200℃的锻造温度，经镦粗、冲孔后，预轧成矩形环坯；所述矩形环坯的尺寸按照以下方式设计：①矩形环坯的高度为：H₁＝H₂其中：H₁为矩形环坯的高度H₂为异形薄壁环件的高度②矩形环坯的内径为：$d=\frac{d_{max}}{k}-\frac{(d_{max}-d_{\min })}{2}-\Delta H$其中：d为矩形环坯的内径k为轧制比，取1.2～2.0d_max为异形薄壁环件的最大内径d_min为异形薄壁环件的最小内径△H为芯辊的总进给量③根据体积相等原则可获得矩形环坯的外径；将矩形环坯重新加热到锻造温度后，装入轧环机；启动轧环机，将轧环机的主辊转速调至1.5rad/s，锥辊转速调至1.0rad/s；锥辊主要起限制环件沿轴向攀升和平整端面的作用；以240KN～3400KN的轧制力将芯辊的进给速度从1.6mm/s逐渐增大至2.8mm/s，使矩形环坯与芯辊连续转动，并使矩形环坯不断被咬入轧制型腔中，从而保证了后续轧制过程能够连续、平稳地进行；当轧制过程趋于稳定的时候，将芯辊的进给速度控制在2.8mm/s不变，金属材料主要沿轴向、径向流动，使异形型腔被不断的填充，矩形环坯逐渐成形为异形中间坯，而异形中间坯的外径在这过程中几乎没有变化；当异形型腔被填充至一定程度时，将芯辊的进给速度从2.8mm/s逐渐减小至0.4mm/s；金属材料主要沿异形中间坯的切线方向流动，使异形中间坯迅速长大，主要表现在异形中间坯的内、外径增大、壁厚减小；当异形中间坯的外径达到了要求尺寸时，继续减小芯辊的进给速度；消除异形薄壁环件椭圆度，完成异形薄壁环件的校圆，并且继续填充型腔未被填满的尖角处，从而获得形状、尺寸合格的异形薄壁环件。