一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法技术

本发明专利技术提供了一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，具体是在对锁紧环进行热处理时，首先在热处理炉的底部设置定位平台并检查定位平台的平直度，然后将待热处理的锁紧环平放于定位平台上，最后采用多次分段加热的方式对锁紧环进行热处理以控制锁紧环在加热过程中的形变量。本发明专利技术提供的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，通过制定合理的热处理工艺来减少工件在热处理加热和冷却过程中的变形量，并通过定位平台来防止热处理过程中产生翘曲。该方法有效地控制了工件在热处理过程中的变形，实现了工件尺寸精准控制。

Deformation control method of large titanium alloy locking ring

【技术实现步骤摘要】
一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法
本专利技术涉及金属热处理
，特别地，涉及一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法。
技术介绍
大规格钛合金锁紧环用于舰船舱口盖锁紧密封装置，对锁紧环成型尺寸精度要求较高，尤其是规格为(Φ1800～2500mm)/(Φ1400～2000)×(150～300)mm的锁紧环。而大规格钛合金锁紧环在轧制过程以及后续的机加工过程中会产生较大的内应力，需要通过退火处理来消除内应力。而大规格钛合金锁紧环的直径较大、横截面积与直径比小，在热处理过程中易出现翘曲变形，影响尺寸精度，导致在后续的组装过程中与其他工件无法装配。为解决热处理过程中的变形问题，现有的技术中较多的是采用防变形装置来控制或者是从热处理制度上进行控制变形。专利CN106967875B提供了一种薄壁环形件热处理防变形装置，该装置采用内径大于薄壁环形件的外径且轴向宽度也大于薄壁环形件的轴向宽度、并沿圆周均匀设置定位机构的环形夹具。但是该变形控制装置结构复杂，安装定位机构施加的预紧力有严格的要求，操作复杂，不适应于厚壁大规格的锁紧环，且该技术仅仅通过变形控制装置来控制变形，没有从根本上解决工件变形，忽略了热处理制度对工件变形的影响。因此，业内急需一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法的新型技术。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法。该方法通过制定合理的热处理工艺来减少工件在热处理加热和冷却过程中的变形量，并通过定位平台来防止热处理过程中产生翘曲，有效地控制了工件在热处理过程中的变形，实现了工件尺寸精准控制。为实现上述目的，本专利技术提供了一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，在对锁紧环进行热处理时，首先在热处理炉的底部设置定位平台并检查定位平台的平直度，然后将待热处理的锁紧环平放于定位平台上，最后采用多次分段加热的方式对锁紧环进行热处理以控制锁紧环在加热过程中的形变量。进一步的，所述定位平台包括扇形主体和连接体，所述扇形主体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元一组成，所述连接体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元二组成，所述扇形单元一和扇形单元二数量相同且交错连接构成所述定位平台，所述扇形单元二的轴向高度小于扇形单元一的轴向高度，通过所述扇形单元二实现所有扇形单元一的上下表面齐平。进一步的，所述扇形单元一和扇形单元二通过焊接的方式相连。进一步的，所述扇形单元二的高度是扇形单元一体高度的1/3～1/2。进一步的，所述定位平台的中部镂空，所述扇形单元一的外径比锁紧环外径大200～400mm，所述扇形单元一的内径比锁紧环内径小200～400mm。进一步的，所述扇形单元二的内径等于扇形主体内径，扇形单元二的外径比锁紧环外径大100～200mm。进一步的，所述定位平台的材质为耐热铸钢。进一步的，对锁紧环进行分段加热，具体是将锁紧环和定位平台以100～150℃/h的升温速率依次加热到300℃、450℃、600℃并分别保温1h～2h，再以180℃～200℃/h的升温速率加热至680～860℃后保温4h～6h，随炉冷却至150℃后，出炉后空气自然冷却。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，采用定位平台防止热处理过程中产生翘曲，相对于专用的变形控制夹具，结构简单，便于操作，定位平台可使锁紧环在热处理过程中受力均匀，从而达到控制钛合金大锁紧环翘曲变形的目的。2、本专利技术提供的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，在热处理过程中采用分段加热的方式，可以完全消除加工硬化、稳定组织和提高塑性。锁紧环在轧制过程中，原材料内部晶粒发生大量畸变，并在内部以畸变、位错等形式储存了大量的畸变能。在低温阶段通过分段加热处理使锁紧环轧制过程中储留的畸变能在缓慢加热及保温过程中释放出来，消除环轧过程中的内应力。在再结晶温度以上的加热过程中，再结晶形核消耗了周围不稳定的形变组织并长大形成新的再结晶晶粒；在再结晶温度以上进行长时间保温，使晶粒充分再结晶，并恢复到平衡位置，使畸变、位错等晶体缺陷消除。本专利技术通过热处理工艺控制与定位平台相结合从根本上控制了锁紧环的变形，达到了锁紧环去内应力退火且锁紧环不变形的目的。3、本专利技术提供的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，通过制定合理的热处理工艺来减少工件在热处理加热和冷却过程中的变形量，并通过定位平台来防止热处理过程中产生翘曲。该方法有效地控制了工件在热处理过程中的变形，实现了工件尺寸精准控制。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例1中定位平台的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例1中工件放置在定位平台的结构示意图；其中，1、定位平台，2、扇形单元一，3、扇形单元二，4、工件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：内径1460mm，外径2000mm的TC4大规格锁紧环热处理变形的控制方法，具体包括以下步骤：1、定位平台加工：扇形主体外径为2300mm，内径为1100mm；连接体外径为2150mm，内径为1100mm；表面平整度≤±0.1mm。所述扇形主体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元一组成，所述连接体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元二组成，所述扇形单元一和扇形单元二数量相同且交错连接构成所述定位平台，所述扇形单元二的轴向高度小于扇形单元一的轴向高度，通过所述扇形单元二实现所有扇形单元一的上下表面齐平。所述定位平台的中部镂空。扇形主体和连接体采用自动电弧焊焊接，焊接后打磨焊缝满足表面平整度要求。所述定位平台的具体结构如图1所示。2、放置定位平台：将步骤1加工的定位平台平放于真空热处理炉底部，检查定位平台的平直度。3、放置锁紧环：将待经过环轧的大规格锁紧环平放于定位平台上，检查锁紧环在定位平台上的位置，确保锁紧环处于定位平台中央(如图2所示)。4、退火热处理将锁紧环与定位平台一起进行热处理，以100℃/h的速率依次升温至300℃、450℃、600℃时保温1h后再以200℃/h的速率升温至780℃后保温6h，随炉降温至150℃后空冷，将锁紧环与定位平台分离即可。采用本实施例的控制方法获得的大规格钛合金锁紧环，其表面平整度为0.8mm。实施例2：内径1460mm，外径2000mm的TC4大规格锁紧环热处理变形的控制方法，具体包括以下步骤：1、定位平台加工：扇形主体外径为2300mm，内径为1100mm；连接体外径为2150mm，内径为1100mm；表面平整度≤±0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，其特征在于，在对锁紧环进行热处理时，首先在热处理炉的底部设置定位平台并检查定位平台的平直度，然后将待热处理的锁紧环平放于定位平台上，最后采用多次分段加热的方式对锁紧环进行热处理以控制锁紧环在加热过程中的形变量。/n

【技术特征摘要】
1.一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，其特征在于，在对锁紧环进行热处理时，首先在热处理炉的底部设置定位平台并检查定位平台的平直度，然后将待热处理的锁紧环平放于定位平台上，最后采用多次分段加热的方式对锁紧环进行热处理以控制锁紧环在加热过程中的形变量。


2.根据权利要求1所述的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，其特征在于，所述定位平台包括扇形主体和连接体，所述扇形主体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元一组成，所述连接体由多个形状和尺寸完全相同的扇形单元二组成，所述扇形单元一和扇形单元二数量相同且交错连接构成所述定位平台，所述扇形单元二的轴向高度小于扇形单元一的轴向高度，通过所述扇形单元二实现所有扇形单元一的上下表面齐平。


3.根据权利要2所述的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，其特征在于，所述扇形单元一和扇形单元二通过焊接的方式相连。


4.根据权利要2所述的一种大规格钛合金锁紧环的变形控制方法，其特征在于，所述扇形单元二的高度是扇形单元一体...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖芬，张慧杰，向午渊，杨胜，周彩霞，周慧，
申请(专利权)人：湖南湘投金天科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43