本發(fā)明涉及一種軋制方法，特別是涉及了一種矩形環(huán)件的多向軋制方法。
背景技術(shù)：
1、環(huán)形件軋制是目前生產(chǎn)高性能無縫環(huán)件最為有效的手段之一，在航空、航天等諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。對(duì)于矩形環(huán)件的生產(chǎn)多以徑向軋制方式進(jìn)行，環(huán)件與坯料采用等高設(shè)計(jì)，錐輥僅起到防止環(huán)件攀升和限制環(huán)件高度增加的作用，軸向的變形量較小，導(dǎo)致環(huán)件的徑向力學(xué)性能與軸向力學(xué)性能相差較大。隨著環(huán)軋技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，人們逐漸掌握了徑/軸雙向的軋制成形方式，該方式生產(chǎn)的矩形環(huán)件，其軸向力學(xué)性能得到了很大程度上的改善，但是，依然不能保證環(huán)件在各個(gè)方向的力學(xué)性能達(dá)到一致。其原因在于，徑向進(jìn)給與軸向進(jìn)給均會(huì)使金屬材料向環(huán)件的切線方向流動(dòng)，在切線方向形成了鍛造流線，從而使得切線方向的力學(xué)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于徑向和軸向的力學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種矩形環(huán)件的多向軋制方法，通過改變軋制時(shí)材料的流動(dòng)方向，使矩形環(huán)件各向力學(xué)性能保持一致，從而提高矩形環(huán)件的綜合力學(xué)性能。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述矩形環(huán)件的多向軋制方法，其技術(shù)方案包括以下步驟：
3、將按規(guī)格下料的高溫合金棒材加熱至鍛造溫度，經(jīng)鐓粗、沖孔、預(yù)軋后，制成高度為h1、厚度為b1、外徑為r1的矩形環(huán)坯；
4、將所述矩形環(huán)坯裝入環(huán)軋機(jī)上，芯輥從矩形環(huán)坯的中間穿過，驅(qū)動(dòng)芯輥并帶動(dòng)矩形環(huán)坯向主輥靠近，再驅(qū)動(dòng)錐輥靠近矩形環(huán)坯的另一邊，上下錐輥將矩形環(huán)坯夾在中間；當(dāng)矩形環(huán)坯放平后，驅(qū)動(dòng)錐輥抬升h＝5mm～10mm，使矩形環(huán)坯發(fā)生傾斜；啟動(dòng)環(huán)軋機(jī)進(jìn)行軋制，調(diào)整主輥的轉(zhuǎn)速r＝1.0rad/s，以驅(qū)動(dòng)力f1＝390kn～423kn使芯輥以v1＝2.5mm/s的進(jìn)給速度朝徑向進(jìn)給，徑向進(jìn)給的總量s1＝b1-b2+(h1×h)/2r1，以驅(qū)動(dòng)力f2＝325kn～358kn使錐輥以v2＝1.5mm/s大小的進(jìn)給速度朝軸向進(jìn)給，軸向進(jìn)給的總量s2＝h1-h2+(b1×h)/2r1，式中，b1為矩形環(huán)坯的厚度、b2為矩形環(huán)件的厚度、h1為矩形環(huán)坯的高度、h2矩形環(huán)件的高度、r1矩形環(huán)坯的外徑；當(dāng)軋制過程進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，將錐輥逐步放下，并與工作臺(tái)持平；當(dāng)徑向進(jìn)給量與軸向進(jìn)給量均達(dá)到目標(biāo)后停止進(jìn)給，矩形環(huán)件在環(huán)軋機(jī)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，一段時(shí)間后停止，將矩形環(huán)件取出。
5、所述徑向進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給速度的關(guān)系如下：
6、s1/v1＝s2/v2
7、式中，s1為徑向進(jìn)給的總量；
8、s2為軸向進(jìn)給的總量；
9、v1為徑向進(jìn)給速度；
10、v2為徑向進(jìn)給速度。
11、所述徑向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f1滿足如下關(guān)系：
12、f1＝α×n0×σ×h×l1
13、式中，f1為徑向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力；
14、α為矩形環(huán)件展寬而導(dǎo)致的壓力增大系數(shù)，取2.0～2.4；
15、n0為實(shí)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)；
16、σ為材料的流動(dòng)應(yīng)力；
17、h為矩形環(huán)坯的實(shí)時(shí)高度；
18、l1為芯輥與矩形環(huán)坯接觸的實(shí)時(shí)弧長(zhǎng)。
19、所述軸向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f2滿足如下關(guān)系：
20、f2＝β×n0×σ×b×l2
21、式中，f2為軸向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力；
22、β為矩形環(huán)件高度減小而導(dǎo)致的壓力增大系數(shù)，取2.8～3.2；
23、n0為實(shí)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)；
24、σ為材料的流動(dòng)應(yīng)力；
25、b為矩形環(huán)坯的實(shí)時(shí)厚度；
26、l2為錐輥與矩形環(huán)坯接觸的實(shí)時(shí)弧長(zhǎng)。
27、所述高溫合金為gh4169合金。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
29、本發(fā)明所述矩形環(huán)件的多向軋制方法，通過將錐輥抬升h＝5mm～10mm，使矩形環(huán)件發(fā)生小量的傾斜，改變了軋制時(shí)金屬材料的流動(dòng)，使其在各個(gè)方向保持一致。
30、將主輥的轉(zhuǎn)速設(shè)置為1.0rad/s，徑向進(jìn)給速度為2.5mm/s，軸向進(jìn)給速度為1.5mm/s，以及徑向進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給速度滿足關(guān)系式s1/v1＝s2/v2，是為了保證切線方向的材料流動(dòng)速度與徑向、軸向的材料流動(dòng)速度一致。
31、徑向進(jìn)給的總量為s1＝b1-b2+(h1×h)/2r1以及軸向進(jìn)給的總量s2＝h1-h2+(b1×h)/2r1，一方面使矩形環(huán)坯發(fā)生充分的塑性變形，提高力學(xué)性能；另一方面是為了補(bǔ)充錐輥抬高而引起的尺寸差異。
32、徑向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f1滿足關(guān)系式f1＝α×n0×σ×h×l1，向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f2滿足關(guān)系式f2＝β×n0×σ×b×l2，使矩形環(huán)坯在徑向、軸向發(fā)生塑性變形，同時(shí)防止因環(huán)坯傾斜而產(chǎn)生的上下串動(dòng)。
1.一種矩形環(huán)件的多向軋制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形環(huán)件的多向軋制方法，其特征在于，所述高溫合金為gh4169合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的矩形環(huán)件的多向軋制方法，其特征在于，所述徑向進(jìn)給速度與軸向進(jìn)給速度的關(guān)系如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的矩形環(huán)件的多向軋制方法，其特征在于，所述徑向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f1滿足如下關(guān)系：
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的矩形環(huán)件的多向軋制方法，其特征在于，所述軸向進(jìn)給的驅(qū)動(dòng)力f2滿足如下關(guān)系：