一种钛合金后底座的校型方法及校型工装技术

本发明专利技术属于钛合金加工技术领域，具体涉及一种钛合金后底座的校型方法及校型工装，校型工装包括中心定位筒、环形校型块和调节组件，所述中心定位筒的内外圆周同轴设置；所述环形校型块套接于所述中心定位筒的一端，且所述环形校型块上设有多个径向的通孔；调节组件包括校型螺栓和锁紧螺母，所述校型螺栓插装于所述通孔中，所述锁紧螺母套接于所述校型螺栓上，适于调节所述校型螺栓的深度。通过上述校型工装，不仅能够精准校正大端圆环的变形尺寸，保证其圆整度，还能够保证大端圆环与小端圆环的同轴度，进而保证校正后底座铸件的校正精度。进而保证校正后底座铸件的校正精度。进而保证校正后底座铸件的校正精度。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金后底座的校型方法及校型工装


[0001]本专利技术属于钛合金加工
，具体涉及一种钛合金后底座的校型方法及校型工装。

技术介绍

[0002]钛合金因具有比强度高、耐热性能良好、耐低温性能良好以及耐腐蚀性能优异等特点而广泛应用于航天、航空发动机供液领域。钛合金后底座为航天发动机结构件，其为采用钛合金铸造成型的简单铸件，该铸件最小壁厚为3mm、大端圆环壁厚为6mm、外径尺寸为500mm以上，铸件大端圆环轮廓尺寸比较大同时铸件的壁厚差异比较大，由于铸造应力等因素的影响，铸件大端圆环非常容易变形；铸件小端圆环壁厚20mm以上，圆环外径小于100mm，小端圆环外景比较小，壁厚尺寸大，抗变形能力强，圆环不容易成型；铸件大端圆环外圆和小端圆环内孔同轴要求比较高，均为单边加工区域，变形量大的铸件无法保证加工量和铸件壁厚，铸件大端圆环局部因为变形导致加工后存在漏黑皮现象。
[0003]现有技术中，针对钛合金环形件的校型方法主要采用热蠕变校型，热蠕变校型模具材料采用耐热钢和石墨，在真空炉内加热到900度以上，上模放入重物，在重力作用下铸件产生蠕变达到铸件要求的尺寸和形状。校型设备和校型材料要求比较高，校型过程中无法精准的调节铸件的变形尺寸，铸件的同轴度尺寸要求无法保障。由于铸件表面的α层脆硬相没有去除，在校型产生的内应力的作用下会导致铸件表面产生裂纹缺陷，修复缺陷会造成铸件一定程度的报废。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种钛合金后底座的校型方法及校型工装，以至少解决部分上述技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种钛合金后底座铸件的校型工装，包括：
[0006]中心定位筒，所述中心定位筒的内外圆周同轴设置；
[0007]环形校型块，所述环形校型块套接于所述中心定位筒的一端，且所述环形校型块上设有多个径向的通孔；
[0008]调节组件，包括校型螺栓和锁紧螺母，所述校型螺栓插装于所述通孔中，所述锁紧螺母套接于所述校型螺栓上，适于调节所述校型螺栓的深度。
[0009]进一步的，本专利技术提供的钛合金后底座铸件的校型工装还可具有如下附加技术特征：
[0010]在本专利技术的一个具体实施方式中，还包括多个加强筋，多个加强筋沿所述中心定位筒的径向均匀分布，且一端连接于所述中心定位筒的外壁，另一端连接于所述环形校型块的内壁。
[0011]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述中心定位筒、环形校型块和所述加强筋均采用45号钢制成。
[0012]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述环形校型块上均匀布设9个通孔，每个所述通孔上插设一个所述校型螺栓。
[0013]本专利技术另一方面还提供了一种钛合金后底座铸件的校型方法，所述钛合金后底座的铸件包括大端圆环、小端圆环以及连接所述大端圆环和所述小端圆环的壳体，所述校型方法包括以下步骤：
[0014]铸件酸洗：采用酸性溶液对铸件进行酸洗以去除所述铸件的表面α层；
[0015]铸件粗基准加工：对所述小端圆环的内孔进行粗加工，形成基准孔；
[0016]铸件校型：取上述任意一项所述的校型工装，并使所述校型工装的中心定位筒与所述铸件的基准孔呈同直径的基孔制配合，再调节所述锁紧螺母驱动所述校型螺栓对大端圆环进行校型；
[0017]铸件去应力退火：将铸件与校型工装置于加热装置内并用钛屑包裹，加热到500～550℃，保温1～2小时再冷却至室温；取出铸件与校型工装并拆除校型工装，得到校型后的钛合金后底座。
[0018]进一步的，本专利技术提供的钛合金后底座铸件的校型方法还可具有如下附加技术特征：
[0019]本专利技术一个具体实施方式中，铸件酸洗步骤中，根据金相法判断铸件表面α层的厚度，根据表面α层的厚度确定铸件的酸洗去除量，所述酸洗去除量为表面α层厚度的1.2
‑
1.5倍。
[0020]本专利技术一个具体实施方式中，铸件酸洗步骤中，采用氢氟酸、硝酸和去离子水混合制成酸性溶液。
[0021]本专利技术一个具体实施方式中，铸件校型步骤中调节所述锁紧螺母驱动所述校型螺栓对大端圆环进行校型包括：
[0022]通过测量获取铸件在校型螺栓的轴向方向上的变形方向；
[0023]通过锁紧螺母调节铸件向内变形区域对应的校型螺栓以对大端圆环形成支撑，直至铸件在对应位置处的大端圆环与理论位置一致；
[0024]依次调节其他位置的校型螺栓，直至铸件的大端圆环与理论位置一致。
[0025]本专利技术一个具体实施方式中，通过测量校型螺栓长度方向上中心定位筒的内圆周到铸件大端圆环外圆周的距离，并将测得的距离与理论距离相比较，根据比较结果判断铸件的变形方向、以及铸件的大端圆环是否与理论位置一致。
[0026]本专利技术一个具体实施方式中，铸件去应力退火步骤中将铸件与校型工装置于加热装置内并用钛屑包裹包括：
[0027]将铸件和校型工装底部铺有预设厚度钛屑的保护桶内，在铸件的四周及上部放入预设厚度的钛屑以使钛屑完全包覆所述铸件；
[0028]将铸件连同校型工装、保护桶置于加热装置中。
[0029]本申请提供的校型工装通过将中心定位筒与铸件小端圆环的基准孔配合，利用后底座铸件中小端圆环不易变形的特点将其作为校型基准，进而将基准传递至中心定位筒上，之后再利用中心定位筒中与大端圆环平齐的一端作为基准，通过调节组件调节铸件大端圆环不同区域与中心定位筒端部的距离，从而实现大端圆环的校型。且上述校型中，不仅能够精准校正大端圆环的变形尺寸，保证其圆整度，还能够保证大端圆环与小端圆环的同
轴度，进而保证校正后底座铸件的校正精度。
[0030]本申请提供的校型方法包括铸件酸洗、铸件粗基准加工、铸件校型和铸件去应力退火步骤，其首先通过酸洗去除铸件表面的α层，消除了因校型产生的内应力的作用导致铸件表面产生裂纹缺陷；之后通过在铸件小端圆环上形成基准孔，并利用特定结构的校型工装校型，从而在保证大端圆环圆度的同时保证大端圆环与小端圆环的同轴度；之后将铸件和校型工装置于加热装置并通过钛屑覆盖的方式加热去应力，不仅在保护铸件的同时消除了铸件的校型应力，避免了铸件重新变椭的风险，加热设备简单、效率较高，同时去应力退火温度不高，且工装和铸件均在钛屑保护下进行，能够降低对校型工装材料的限制，降低了校型工装的造价。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术中钛合金后底座一个方向上的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术中钛合金后底座另一个方向上的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术中钛合金后底座铸件的校型工装与钛合金后底座铸件的校型配合示意图。
[0035]附图标记说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金后底座铸件的校型工装，其特征在于，包括：中心定位筒，所述中心定位筒的内外圆周同轴设置；环形校型块，所述环形校型块套接于所述中心定位筒的一端，且所述环形校型块上设有多个径向的通孔；调节组件，包括校型螺栓和锁紧螺母，所述校型螺栓插装于所述通孔中，所述锁紧螺母套接于所述校型螺栓上，适于调节所述校型螺栓的深度。2.根据权利要求1所述的钛合金后底座铸件的校型工装，其特征在于，还包括多个加强筋，多个加强筋沿所述中心定位筒的径向均匀分布，且一端连接于所述中心定位筒的外壁，另一端连接于所述环形校型块的内壁。3.根据权利要求2所述的钛合金后底座铸件的校型工装，其特征在于，所述中心定位筒、环形校型块和所述加强筋均采用45号钢制成。4.根据权利要求1所述的钛合金后底座铸件的校型工装，其特征在于，所述环形校型块上均匀布设9个通孔，每个所述通孔上插设一个所述校型螺栓。5.一种钛合金后底座铸件的校型方法，其特征在于，所述钛合金后底座的铸件包括大端圆环、小端圆环以及连接所述大端圆环和所述小端圆环的壳体，所述校型方法包括以下步骤：铸件酸洗：采用酸性溶液对铸件进行酸洗以去除所述铸件的表面α层；铸件粗基准加工：对所述小端圆环的内孔进行粗加工，形成基准孔；铸件校型：取权利要求1
‑
4中任意一项所述的校型工装，并使所述校型工装的中心定位筒与所述铸件的基准孔呈同直径的基孔制配合，再调节所述锁紧螺母驱动所述校型螺栓对大端圆环进行校型；铸件去应力退火：将铸件与校型工装置于加热装置内并用钛屑包裹，加热到500～550℃，保温1～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：范世玺，肖强伟，丁志刚，王德季，
申请(专利权)人：北京航空材料研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：