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专利号: 2021110069785
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于铸锭的往复压剪耦合镦粗方法,其特征在于:其包括以下步骤:

S1、预镦粗阶段:首先将上平砧单向初始压下,下平砧保持初始位置不动,通过上平砧和下平砧压紧对铸锭进行夹持;

S2、主变形阶段:上平砧持续下压,同时下平砧在水平面内开始进行往复平移运动,下平砧的往复平移包括单向往复平移运动和/或多向往复平移运动,通过上平砧作用的压应变和下平砧作用的剪应变耦合镦粗完成开坯主变形阶段,通过增加剪应变对锻透性的作用使得铸锭的中心变形区域的晶粒尺寸能够得到充分细化,具体主变形工作流程为:对于饼类锻件,在材料塑性允许的范围内和铸锭被上平砧夹住的条件下,下平砧选取最优的平移量、平移方向和往复次数,在上平砧压下量阈值内根据上述步骤一次耦合镦粗完成开坯主变形阶段;

对于非饼类锻件,以镦粗和拔长交替变形时,在材料塑性允许的范围内和铸锭被上平砧夹住的条件下,下平砧选取最优的平移量、平移方向和往复次数,根据上述步骤进行初次压剪耦合镦粗,随后翻转铸锭,根据初次镦粗后的坯料尺寸更新下平砧的平移量、平移方向和往复次数后重复上述步骤再次压剪耦合镦粗,依此方法多次翻转镦粗后完成开坯主变形阶段;

下平砧的平移运动包括直线运动或曲线运动;

S3、压实平整阶段:下平砧回到初始位置并保持静止,上平砧继续下压,直到满足坯料最终尺寸位置后停止动作,进一步压实并平整端面;

压剪耦合镦粗后整体锻坯再结晶晶粒尺寸均小于50μm,其中锻坯中心变形区域为晶粒尺寸较小区域,最小值为17μm,测得晶粒尺寸小于27μm区域占总体积17%;难变形区域呈扁圆体,体积比普通平砧正压镦粗小,该区域再结晶晶粒尺寸40‑50μm之间。

2.根据权利要求1所述的用于铸锭的往复压剪耦合镦粗方法,其特征在于:步骤S1中还包括对铸锭加热,利用上平砧和下平砧先对加热后的铸锭预镦粗。

3.根据权利要求1所述的用于铸锭的往复压剪耦合镦粗方法,其特征在于:步骤S1中的上平砧压下量阈值的大小根据锻坯与上平砧和下平砧接触面之间的摩擦系数进行确定,保证在步骤S2镦粗过程中铸锭不发生滑动。

4.根据权利要求1所述的用于铸锭的往复压剪耦合镦粗方法,其特征在于:步骤S2中的下平砧的平移距离为大于0.3倍初始铸锭直径值,并保证坯料不倾倒。