专利名称：一种空心圆环件的精整方法
技术领域：
本发明属于精整技术领域，特别涉及一种空心圆环件的精整方法。
背景技术：
由于对结构件形状的一些特殊要求，空心圆环件被广泛应用于航空、航天、舰船、汽车等领域，但因其薄壁、加工工序复杂、加工量大等特点，加工过程易产生较大应力。在加工过程中，由于挤压、轧制、拉拔及弯曲等因素，造成零件表面产生拉应力或压应力。在长期放置或使用过程中，应力逐渐释放，零件发生失稳变形，加工变形及尺寸精度成为制约空心圆环件生产的关键问题之一。传统的空心圆环件多采用冷加工成型，然后进行热处理，消除内应力并稳定尺寸，虽能消除应力，解决零件长期放置或使用过程中加工变形的问题，但对零件尺寸精度要求改善不大。故传统的空心圆环件成型及消除应力方法不能满足一些高精度空心圆环件的加工要求。
发明内容
本发明的目的是:提出一种空心圆环件的精整方法，以解决空心圆环件冷加工成型后再进行热处理去应力尺寸精度无法满足加工要求的难题，确保空心圆环件的去应力与几何尺寸都能满足设计要求，提高空心圆环件的加工效率及合格率。本发明提供一种空心圆环件的精整方法，其特征在于，精整的步骤如下:(I)对冷加工空心圆环件进行装模处理:对待处理的空心圆环件进行表面清洁，保证空心圆环件表面无污溃， 热处理工装由上模和下模组合而成，热处理工装上模和下模模面为相同规格的圆形型面，下模带有几个不同直径的圆环型腔，圆环高度为设计要求零件高度，圆环宽度为设计要求零件宽度，圆环直径为设计要求零件直径，将不同直径的空心圆环件装入热处理工装下模中的型腔内，并将热处理工装上模盖上与热处理工装下模重合；(2)精整热处理:将装有空心圆环件的热处理工装放入热处理炉中进行退火热处理；(3)冷却至室温；(4)打开热处理工装，取出空心圆环件。本发明还给出了步骤(2)中退火热处理优选的具体步骤，如下:(I)在热处理工装上下表面各放置一支热电偶；(2)锁紧炉门，进行升温准备；(3)以10 15°C /min的升温速率将热处理工装升温至退火温度，并保温。步骤(2)中热处理退火温度及退火时间视材料而定。视材料来定热处理的保温温度、保温时间等工艺参数，有利于提高组织的稳定性、圆环件尺寸精度及降低残余应力。
步骤(3)，可以炉冷或空冷的方式将热处理工装冷却至室温，视材料及热处理要求而定。本发明的优点是:采用本发明的方法能降低制造成本，提高尺寸稳定性及精度。解决了空心圆环件冷加工成型后再进行热处理去应力尺寸精度无法满足加工要求的难题，确保了空心圆环件的去应力与几何尺寸都能满足设计要求，提高了空心圆环件的产品合格率。实验证明，本发明的产品合格率从传统的热处理去应力方法的几乎为O提高到90%以上。
图1本发明实施例1中热处理工装下模示意图；图2本发明实施例1空心圆环件热处理工艺示意图；图3本发明实施例1中空心圆环件成品示意图；其中，(a)为圆环件俯视图，(b)为方管截面图；图4本发明实施例2中热处理工装下模示意图；图5本发明实施例2空心圆环件热处理工艺示意图；图6本发明实施例2中空心圆环件成品示意图，其中，(a)为圆环件俯视图(b)为圆管截面图。
具体实施例方式下面结合 附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明，以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。一种空心圆环件的精整方法，精整的步骤如下:I对冷加工空心圆环件进行装模处理:对待处理的空心圆环件进行表面清洁，保证空心圆环件表面无污溃，热处理工装由上模和下模组合而成，热处理工装上模和下模模面为相同规格的圆形型面，下模带有几个不同直径的圆环型腔，圆环高度为设计要求零件高度，圆环宽度为设计要求零件宽度，圆环直径为设计要求零件直径，将空心圆环件装入热处理工装下模中的型腔内，并将热处理工装上模盖上与热处理工装下模重合。2精整热处理:将热处理工装放入热处理炉中进行退火热处理，步骤如下:2.1在热处理工装上下表面各放置一支热电偶；2.2锁紧炉门，进行升温准备；2.3升温，以10 15°C /min的速率将热处理工装温度升温至退火温度，保温一定时间；2.4关掉热处理炉，进行冷却准备；2.5冷却，以炉冷或空冷的方式将热处理工装冷却至室温，视材料及热处理要求而定;2.6打开热处理工装，取出空心圆环件。本发明适用于高精度要求的空心圆环件的尺寸稳定和精整处理方法。实施例1本实施例的一种空心圆环件，截面为方形，其材料为5A02铝合金，是一种防锈铝合金，状态为半精加工态圆环件。完成半精加工后，需对圆环件去应力及精整处理，消除残余应力及对尺寸进行精整稳定化处理。零件的设计要求是壁厚为3.3mm，截面尺寸为
14.lmm*14.1mm，圆环直径要求为130mm、100mm、70mm，尺寸公差要求均为±0.1_。整个精整过程都在热处理工装里进行，热处理工装下模如图1所示，热处理工艺如图2所示。具体处理过程步骤如下:1.1对冷加工空心圆环件进行装模处理:对待处理的三个不同直径的空心圆环件进行表面清洁，保证空心铝合金圆环件表面无污溃，然后将三个不同直径的空心圆环件分别装入相对应直径的热处理工装下模圆环型腔内，并将热处理工装上模盖上与热处理工装下模重合。1.2将热处理工装装入箱式电阻热处理炉中，在热处理工装上下表面各放置一支热电偶；1.3锁紧炉门，进行升温准备；1.4升温，以10°C /min的速率将热处理工装温度升温至160°C，保温IOOmin ；1.5关掉热处理炉，进行冷却准备；1.6打开炉门，冷却，以空冷的方式将热处理工装冷却至室温；1.7打开热处理工装，取出空心圆环件。1.8加工成品件如图3所示，产品合格。实施例2 本实施例的一种空心圆环件，截面为圆形，其材料为TC4,是一种α+β钛合金,状态为半精加工态圆环件。完成半精加工后，需对圆环件去应力及精整处理，消除残余应力及对尺寸进行精整稳定化处理。零件的设计要求是壁厚为3.1mm，截面尺寸为Φ14.2mm，圆环直径要求为130mm、100mm，尺寸公差要求均为±0.1mm0整个精整热处理过程都在热处理工装里进行，热处理工装下模如图4所示，热处理工艺如图5所示。具体处理过程步骤如下:2.1对冷加工空心圆环件进行装模处理:对待处理的两个不同直径的空心圆环件进行表面清洁，保证空心圆环件表面无污溃，然后将两个不同直径的空心圆环件分别装入相对应直径的热处理工装下模圆环型腔内，并将热处理工装上模盖上与热处理工装下模重
口 ο2.2将热处理工装装入真空热处理炉中，在热处理工装上下表面各放置一支热电偶;2.3锁紧炉门，进行抽真空，炉内真空抽至6 X l(T2pa ；2.4升温，以15°C /min的速率将热处理工装温度升温至600°C，保温80min ；2.5关掉热处理炉，进行冷却准备；2.6打开炉门，以空冷的方式将热处理工装冷却至室温；2.7打开热处理工装，取出空心圆环件。2.8加工成品件如图6所示,产品合格。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种空心圆环件的精整方法，其特征在于，该方法的步骤如下: (1)对冷加工空心圆环件进行装模处理:对待处理的空心圆环件进行表面清洁，保证空心圆环件表面无污溃，热处理工装由上模和下模组合而成，热处理工装上模和下模模面为相同规格的圆形型面，下模带有几个不同直径的圆环型腔，圆环高度为设计要求零件高度，圆环宽度为设计要求零件宽度，圆环直径为设计要求零件直径，将不同直径的空心圆环件装入热处理工装下模中的型腔内，并将热处理工装上模盖上与热处理工装下模重合； (2)精整热处理:将装有空心圆环件的热处理工装放入热处理炉中进行退火热处理； (3)冷却至室温； (4)打开热处理工装，取出空心圆环件。
2.根据权利要求1所述的精整方法，其特征在于:步骤(2)中热处理退火温度视材料而定。
3.根据权利要求1所述的精整方法，其特征在于:步骤(2)中热处理退火时间视材料而定。
4.根据权利要求1所述的精整方法，其特征在于:步骤(2)中退火热处理的具体步骤如下: (1)在热处理工装上下表面各放置一支热电偶； (2)锁紧炉门，进行升温准备； (3)以10 15°C/min的升温速率将热处理工装升温至退火温度，并保温。
5.根据权利要求1所述的精整方法，其特征在于:步骤(3)中以炉冷或空冷的方式将热处理工装冷却至室温。
全文摘要
本发明公开了属于精整技术领域的一种空心圆环件的精整方法。该方法如下对冷加工空心圆环件进行装模处理，将装有空心圆环件的热处理工装放入热处理炉中进行退火热处理，冷却至室温，打开热处理工装，取出空心圆环件。本发明解决了空心圆环件冷加工成型后再进行热处理去应力尺寸精度无法满足加工要求的难题，确保了空心圆环件的去应力与几何尺寸都能满足设计要求，提高了产品的合格率。
文档编号C21D1/30GK103146903SQ20111040135
公开日2013年6月12日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者杨银, 闫晓东, 范荣辉, 李慧 申请人:北京有色金属研究总院