微型涡轮盘成形装置及方法与流程

文档序号:12769230阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于设有上模板(1)和下模板(2),其中上模板(1)上设有导套(3),下模板(2)上设有与导套(3)相配合的导柱(4),上模板(1)和下模板(2)通过导套(3)和导柱(4)组成封闭的框架,该封闭的框架内设有模具附属机构;所述模具附属机构包括上冲头固定板(7)、上冲头(8)、凹模固定板(9)、浮动凹模(10)、弹簧(11)、下冲头(12)、感应线圈(14)、凹模容腔(16)、顶出螺栓(18)、陶瓷套(20);其中上冲头(8)经上冲头固定板(7)固定在上模板(1)底部,上冲头固定板(7)经螺栓(5)和定位销(6)固定在上模板(1)上,上模板(1)通过导套(3)和导柱(4)可实现上下往复运动,上冲头(8)可随上模板(1)上下移动;凹模容腔(16)通过螺钉(17)和定位销(19)与下模板(2)固定在一起,下冲头(12)位于凹模容腔(16)的中部并与上冲头保持同轴,坯料(21)置于上冲头(8)、下冲头(12)和浮动凹模(10)之间,上冲头(8)、下冲头(12)和浮动凹模(10)组成的模具型腔用于成形微型涡轮盘;浮动凹模(10)和弹簧(11)位于凹模容腔(16)内,并通过凹模固定板(9)将其固定在凹模容腔(16)内;陶瓷套(20)位于凹模容腔(16)外侧且位于下模板(2)的上面,顶出螺栓(18)位于下冲头(12)下面,并与凹模容腔(16)中心通过螺纹连接,感应线圈(14)位于陶瓷套(20)外部的上段;在凹模容腔(16)和陶瓷套(20)的侧壁设有热传感器孔(15)。

2.根据权利要求1所述的一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于上模板(1)在压力机的驱动下带动上冲头运动。

3.根据权利要求1所述的一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于还设有电磁感应机构,所述电磁感应机构包括感应电源、冷却机构以及感应线圈,其中感应电源为感应线圈供电,冷却机构设有水泵以及冷却水循环通道,本发明采用铜管作为感应线圈,铜管中央通道作为冷却水循环通道。

4.根据权利要求1所述的一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于热传感器孔(15)中设有温度传感器,温度传感器与外部的温控器相连接。

5.根据权利要求1所述的一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于上模板(1)、下模板(2)之间的导向是靠导套(3)和导柱(4)来保证的。

6.根据权利要求1所述的一种微型涡轮盘成形装置,其特征在于模具材料选用钼钨锆铪合金。

7.一种利用如权利要求1-6中任意一项所述微型涡轮盘成形装置的微型涡轮盘成形方法,其特征在于将坯料放置于成形模具装置型腔内,通过电磁感应加热设备运行将坯料整体加热的预定温度,并通过压力机活动横梁向下运动,驱动凸模运动并将压力施加在坯料上,坯料在凸凹模的压力作用发生塑性变形,成形出所要的微型涡轮盘结构;

具体包括以下步骤:

步骤一:上模板(1)在压力机的驱动下带动上冲头(8)一起上行,上行至上冲头(8)距凹模固定板(12)上表面5-10mm的位置时停止;

步骤二:将经过加工的坯料放置于浮动凹模(10)与下冲头(12)组成的模具型腔内;

步骤三:启动电磁感应机构并对感应线圈(14)所包裹的区域进行快速加热,通过插入热传感器孔(15)中的温度传感器对其加热温度进行测量,当坯料加热到950-1250℃时,并保温60-120s;

步骤四:通过压力机以50-100mm/min的速度向下运行驱动上冲头(8)向下快速运动,待上冲头(8)距离坯料(21)0.5-1mm位置时,将压力机速度调至0.1-1mm/min的速度向下运行并驱动上冲头(8)向下运动,坯料(21)在上冲头(8)和下冲头(12)作用下发生镦粗变形,待上冲头(8)与浮动凹模(10)上表面接触时,在压力作用下上冲头(8)和受弹簧(11)支撑的浮动凹模(10)以相同的速度下行,坯料(21)在上冲头(8)、下冲头(12)和浮动凹模(10)的作用下继续发生塑性变形,压力机达到预先设定的位移或载荷时,保压1-3分钟,然后卸去凸模(5)载荷,此时微型涡轮盘构件成形完毕;

步骤五:在压力机的作用下上冲头(8)随上模板(1)一起向上运动,待上冲头(8)距距凹模固定板(12)上表面10-20mm的位置时停止,拧动顶出螺栓(18)上行并驱使下冲头(17)上行,将成形后的零件从浮动凹模(10)中顶出,此时取出成形件;

步骤六:上冲头(8)在压力机的驱动下向下运动,并下行至步骤一中的位置。

8.根据权利要求7所述的一种微型涡轮盘成形方法,其特征在于所述的微型涡轮盘坯料是高温合金,包括镍基高温合金、铁基高温合金和钴基高温合金。

9.根据权利要求7所述的一种微型涡轮盘成形方法,其特征在于所述的微型涡轮盘直径是在2.0-10.0mm范围、厚度在0.2-2.0mm范围。

10.根据权利要求7所述的一种微型涡轮盘成形方法,其特征在于所述的微型涡轮盘隼槽宽度为0.2-1.0mm、深度为0.1-3.0mm、隼槽个数10-30个。

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