1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边的制造方法及模具技术领域
本发明具体涉及一种航空发动机矢量尾喷用1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安
装边的制造方法及模具。
背景技术
1Cr11Ni2W2MoV合金是一种马氏体型热强不锈钢，其室温拉伸强度、持久
强度极限及蠕变强度极限均较高，综合性能好；在航空工业中主要用于制造发
动机的机匣、内/外环、壳体及安装边等零部件。
1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边是航空发动机矢量尾喷的一种常用零
件。目前，1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边的成形制造方法有两种：
1)采用拉拔成形得到方块形胚料，然后用线切割去除余料成形；
2)对板材进行线切割、氧焊气割成形。
采用第一种方法，切削去除的材料较多，造成的资源浪费较大，不符合可
持续发展的要求；
采用第二种方法，在安装边厚度、高度较大时，易受板材厚度影响，成形
后的安装边性能往往不能满足使用要求。
而且，上述两种制造方法还存在：1)加工周期长；3)成形后，流线完整
性遭到破坏；3)后续数控机加工成本高，不适于批量生产等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边
的制造方法及模具，采用整体环件制坯，用跑道形专用模具实现安装边两端部
的整形，解决现有成形制造方法资源利用率低，加工周期长，流线完整性易遭
破坏，成本高，不适于批量生产等技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边的制造方法，其特征在于包含以下步
骤：
1)制胚
将棒材按要求锯切，然后用燃气炉或电炉对锯切好的棒材预热至750℃±
10℃并保温，保温时间为棒材有效厚度×(4～6)min/10mm；然后再将棒料加
热至1146℃～1160℃并保温，保温时间为棒材有效厚度×(4～6)min/10mm；在
保温条件下对棒料进行镦粗、冲孔、预轧、终轧后获得圆环形环坯；
2)成形
将环坯置于上、下砧板间，压机通过上砧板对环坯施加压力800T～2500T，
在上下砧板的挤压作用下，环胚形成椭圆跑道雏形，上下两腰部内凹，左右两
端曲率增加。
3)腰部整形
将矩形马杠穿过环胚并平放在马架上，矩形马杠工作面与环胚内凹腰部接
触，然后上砧板对环胚腰部施加压力，在上砧板和马杠的挤压下，腰部内凹面
变平整；来回调节环胚和矩形马杠的接触位置对两腰部各处整形，最终使环胚
两腰部为平行平面；
4)端部整形
将马杠穿过环胚并平放在马架上，马杠弧形工作面与环胚端部内侧接触，
上砧板对环胚端部施加压力，在上砧板和马杠的挤压下，端部接触面形成圆弧
形；来回调节环胚和马杠的接触位置对两端部内侧各处整形，使两端部呈近似
半圆形；
再将圆弧形内形胎模安装在马杠上，马杠穿过环胚平放在马架上，环胚端
部内侧与内形胎模的圆弧面契合，外形胎模设置在环胚端部外侧，环胚端部外
侧与外形胎模的凹形下表面契合，上砧板通过外形胎模的上表面平面施加压力，
在挤压作用下，环胚端部得到与胎模尺寸一致的半圆形；
5)平端面
将整形后的环胚平放在下砧板上，由上砧板施加压力800T～2500T，将环胚
平端面至要求高度。
一种在1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边制造中使用的模具，其特征在于：
所述模具为用于整形的胎模，包括内形胎模和外形胎模，内形胎模的上表面为
圆弧面，与环胚端部内侧契合，内形胎模的下表面为沟槽，与马杠安装契合；
外形胎模的下表面为圆弧凹面，与环胚端部外侧契合，外形胎模的上表面为平
面，与上砧板接触，传递压力。
本发明的有益效果在于：1)采用内、外形胎膜对环胚进行整形，避免因定
制异形马杠而产生的高成本，模具简单，通用性强，使整形方便、快捷，提高
了成形效率。2)由于采用整体环件制胚，胚料形状与零件更接近，壁厚均匀，
后续加工余量小，材料浪费少，缩短了加工周期，降低了成本，能够保证流线
完整性，适用于批量生产。
附图说明
本发明附图说明如下：
图1为环胚成形示意图；
图2为环胚腰部整形示意图；
图3为环胚端部整形示意图；
图4为模具整形示意图；
图5为环胚平端面示意图。
1环胚；2腰部；3端部；4上砧板；5下砧板；6马杠；7马架；8内
形胎模；9外形胎模。
具体实施方式
下面结合附图1至5对本发明的实施方式作进一步说明：
一种1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边的制造方法，其特征在于包含以下
步骤：
1)制胚
将棒材按要求锯切，然后用燃气炉或电炉对锯切好的棒材预热至750℃±
10℃并保温，保温时间为棒材有效厚度×(4～6)min/10mm；然后再将棒料加
热至1146℃～1160℃并保温，保温时间为棒材有效厚度×(4～6)min/10mm；在
保温条件下对棒料进行镦粗、冲孔、预轧、终轧后获得圆环形环坯1；
2)成形
将环坯1置于上砧板4和下砧板5间，压机通过上砧板4对环坯1施加压
力800T～2500T，在上砧板4和下砧板5的挤压作用下，环胚1形成椭圆跑道雏
形，上下两腰部2内凹，左右两端部3曲率增加。
3)腰部整形
将矩形马杠6穿过环胚1并平放在马架7上，矩形马杠6工作面与环胚内
凹腰部2接触，然后上砧板4对环胚腰部2施加压力，在上砧板4和马杠6的
挤压下，腰部2内凹面变平整；来回调节环胚1和矩形马杠6的接触位置对两
腰部2各处整形，最终使环胚1两腰部3为平行平面；
4)端部整形
将马杠6穿过环胚1并平放在马架7上，马杠6的弧形工作面与环胚1端
部3内侧接触，上砧板4对环胚端部3施加压力，在上砧板4和马杠6的挤压
下，端部3接触面形成圆弧形；来回调节环胚1和马杠6的接触位置对两端部3
内侧各处整形，使两端部3呈近似半圆形；
再将圆弧形内形胎模8安装在马杠6上，马杠6穿过环胚1平放在马架7
上，环胚端部3内侧与内形胎模8的圆弧面契合，外形胎模9设置在环胚端部3
的外侧，环胚端部3外侧与外形胎模9的凹形下表面契合，上砧板4通过外形
胎模9的上表面平面施加压力，在挤压作用下，环胚端部3形成与胎模尺寸一
致的半圆形；
5)平端面
将整形后的环胚1竖放在下砧板5上，由上砧板4施加压力800T～2500T，
在挤压作用下，环胚1被平端面至要求高度。
一种在1Cr11Ni2W2MoV合金跑道形安装边制造中使用的模具，其特征在于：
所述模具为用于整形的胎模，包括内形胎模8和外形胎模9，内形胎模8的上表
面为圆弧面，与环胚端部3内侧契合，内形胎模8的下表面为沟槽，与马杠6
安装契合；外形胎模9的下表面为圆弧凹面，与环胚端部3外侧契合，外形胎
模9的上表面为平面，与上砧板4接触，传递压力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述
实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然
可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术
特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本
发明实施例技术方案的范围。