热旋压是一种结合加热与旋压成形的金属加工工艺,主要用于制造高精度、高性能的轴对称零件。
1. 基本原理
· 温度作用:将金属坯料加热至再结晶温度以上(通常为材料熔点的60%~80%),降低变形抗力,提升塑性,避免冷加工导致的脆裂。
· 旋压成形:坯料随芯模高速旋转,旋轮沿预设轨迹施加压力,使材料逐点、逐层贴模,实现轴向延伸与径向收缩。
2. 工艺流程
1. 坯料准备:切割圆板或预成形毛坯(如冲压杯形件)。
2. 加热控制:采用氧燃气火焰加热(例如钛合金需加热至800~950℃)。
3. 旋压阶段:
o 多道次成形:分步渐进变形,每道次减薄率约20%~30%,避免过度应变。
o 路径规划:旋轮进给速度(如0.5~3 mm/s)与轨迹影响材料流动均匀性。
4. 冷却与后处理:空冷或控温冷却,辅以矫形、机加工或热处理(如去应力退火)。
3. 核心优势
· 材料适应性:可加工钛合金(Ti-6Al-4V)、高温合金(Inconel 718)、镁合金等难变形材料。
· 性能提升:
o 晶粒细化(动态再结晶)提高强度与疲劳寿命。
o 纤维流线连续,优于铸造或焊接结构。
· 经济性:材料利用率达70%~90%,减少后续加工成本。
4. 典型应用场景
· 航空航天:发动机燃烧室、火箭喷管(如采用GH4169合金)。
· 军工:导弹鼻锥、弹体(需高强轻质一体化成形)。
· 能源:核反应堆压力容器封头、LNG储罐内胆。
· 汽车:轻量化轮毂、传动轴(铝合金6061热旋压减重30%)。