一種材料為gh2787的高溫合金葉片擠壓成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種材料為GH2787的高溫合金葉片擠壓成形方法，包括以下步驟：(1)將坯料電爐加熱至1000-1050℃±10℃，保溫3min；直接擠壓成形，變形量：頭部20％-30％，葉身擠壓比為5-7；(2)清理，吹砂清理鍛件表面；(3)振動(dòng)光飾，清理鍛件表面，提高鍛件表面的粗糙度和光整性；(4)熱處理，鍛件進(jìn)行固溶加時(shí)效處理，固溶溫度為940℃±10℃，保溫1h-2h，空冷，時(shí)效溫度為780℃±10℃，保溫16h，空冷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1)本發(fā)明與傳統(tǒng)精鍛成形技術(shù)相比，不僅節(jié)約4套工裝設(shè)計(jì)及制造，節(jié)省工裝制造費(fèi)用近8萬(wàn)元，同時(shí)縮短了葉片的研制周期。2)葉片鍛件設(shè)計(jì)采用等比例加放余量的方法，單面加工余量只有0.3mm±0，2mm，提高了材料的利用率。
【專利說(shuō)明】一種材料為GH2787的高溫合金葉片擠壓成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫合金葉片精密鍛造成形【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種葉片擠壓成形的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]材料為GH2787的高溫合金鍛造葉片的特點(diǎn)是大緣板、葉身型面薄、前后緣厚度小，葉片材料的合金化程度高，加之葉片配套加工的后續(xù)工序是冷輥軋工藝，對(duì)鍛件的加工余量、尺寸精度和表而質(zhì)量要求均很高，這些因素都增大了葉片鍛造成形的難度，所以葉片鍛造成形需采用新工藝才能滿足葉片成形的需要。根據(jù)所掌握的資料，國(guó)內(nèi)葉片都是采用先制坯再鍛造成形的工藝過(guò)程，工裝數(shù)量多，制造周期長(zhǎng)，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)對(duì)合金鍛造成型技術(shù)和鍛造加熱參數(shù)、變形量等重要參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，確定了能夠?qū)崿F(xiàn)直接擠壓成型的先進(jìn)工藝路線和一組工藝參數(shù)；同時(shí)通過(guò)模具設(shè)計(jì)制造與檢測(cè)手段保證了葉片型面較高精度，實(shí)現(xiàn)高溫合金葉片精鍛。具體技術(shù)方案如下:
[0004]一種材料為GH2787的高溫合金葉片擠壓成形方法，包括以下步驟:
[0005](I)坯料形狀采用板料，為有利于金屬流動(dòng)在坯料的側(cè)面倒圓角；
[0006](2)還料吹砂后表面涂覆潤(rùn)滑劑；
[0007](3)將坯料電爐加熱至1000-1050°C ±10°C，保溫3min ;高速錘上直接擠壓成形，變形量:頭部20% — 30%，葉身擠壓比為5— 7 ；
[0008](4)擠壓過(guò)程中，對(duì)模具表面噴涂水基石墨潤(rùn)滑劑；在高速錘擠壓過(guò)程中，由于熱效應(yīng)的影響，能使零件溫度升高50-70°C，考慮到擠壓葉片毛坯小，出爐溫降較快，一般升高20-30°C，因此，在高速錘上擠壓葉片，毛坯的加熱濁度比傳統(tǒng)模鍛溫度低30-40°C。
[0009](5)清理，吹砂清理鍛件表面；
[0010](6)振動(dòng)光飾，清理鍛件表面，提高鍛件表面的粗糙度和光整性；
[0011](7)熱處理，鍛件進(jìn)行固溶加時(shí)效處理，固溶溫度為940°C ±10°C，保溫Ih — 2h，空冷，時(shí)效溫度為780°C ± 10°C，保溫16h，空冷。
[0012]所述步驟(I)中，所述坯料的側(cè)面(指三個(gè)面的交界處)倒圓角SR3-SR5。
[0013]所述步驟(2)的潤(rùn)滑劑主要成份按重量計(jì):玻璃潤(rùn)滑劑57%，瓷土 3%，工業(yè)硅酸鈉5%，余量為水，配制過(guò)程:1)、球磨，將玻璃潤(rùn)滑劑和瓷土進(jìn)行球磨，時(shí)間不少于12小時(shí)；2)、過(guò)濾，用200目篩子過(guò)濾已經(jīng)磨好的潤(rùn)滑劑；3)調(diào)濃度，用水調(diào)節(jié)濃度；4)加入工業(yè)硅酸鈉攪拌；所述潤(rùn)滑劑也可采用市售產(chǎn)品，如北京首量科技公司的產(chǎn)品。
[0014]所述步驟(4)中所述水基石墨潤(rùn)滑劑的配制方法是按重量計(jì):鍛造石墨乳加純凈7jC，按1:6比例攪拌，將拌好的潤(rùn)滑劑放入儲(chǔ)液罐中，加壓0.25-0.3MPa。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1)采用本發(fā)明提供的潤(rùn)滑劑及水基石墨潤(rùn)滑劑，本發(fā)明與傳統(tǒng)精鍛成形技術(shù)相比，不僅節(jié)約4套工裝設(shè)計(jì)及制造，節(jié)省工裝制造費(fèi)用，同時(shí)縮短了葉片的研制周期。2)葉片鍛件設(shè)計(jì)采用等比例加放余量的方法，單面加工余量只有0.3mm±0，2mm,提聞了材料的利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為擠壓模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖；
[0018]圖中，I為沖頭，2為陰模。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下部分；
[0020]I)鍛件加熱技術(shù):高溫合金在多次的加熱過(guò)程中，鍛件表層的碳、硼等合金元素易被燒蝕和貧化，甚至誘發(fā)鍛件表層晶粒粗化，導(dǎo)致拉仲塑性和沖擊韌性下降，高溫持久明顯降低。要想獲得理想的組織性能，同時(shí)精鍛葉片因余量較小對(duì)表面氧化和元素貧化要嚴(yán)格控制，必須對(duì)鍛件的加熱制度進(jìn)行研究。通過(guò)大量的工藝試驗(yàn)，確定采用電爐加熱，由于高速錘擠壓過(guò)程中，產(chǎn)生熱效應(yīng)，使零件溫度升高50-70°C，考慮到擠壓葉片毛坯小，出爐溫降較快，一般升高20-30°C，因此，在高速錘上擠壓葉片，毛坯的加熱溫度比傳統(tǒng)模鍛溫度低30-40。。。
[0021]葉片鍛件表面清理、優(yōu)化技術(shù):為了獲得精鍛葉片，鍛件成形的每一個(gè)制造環(huán)節(jié)都需要控制，對(duì)出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行清理，同時(shí)進(jìn)行表面腐蝕和振動(dòng)光飾強(qiáng)化處理。
[0022]葉片鍛件設(shè)計(jì)采用等比例加放余量的方法，單面加工余量只有0.3mm±0, 2mm,提高了材料的利用率，單件葉片鍛件節(jié)省材料消耗0-5公斤。
[0023]確定了葉片精鍛成形工藝路線和鍛造工藝參數(shù)，優(yōu)化了變形加熱溫度為1000-10500C ±10°C，鍛件的綜合性能更為理想，高倍組織呈等軸晶，通過(guò)對(duì)葉片鍛造成形的變形溫度、變形量的控制，以及與其相匹配的熱處理工藝方案解決葉片組織、性能的最佳化和組織均勻性問(wèn)題。
[0024]葉片主要成型步驟及工藝參數(shù):
[0025](I)坯料形狀采用板料，為有利于金屬流動(dòng)在坯料的側(cè)面倒圓角；
[0026](2)還料吹砂后表面涂覆潤(rùn)滑劑；
[0027](3)將坯料電爐加熱1000-1050°C ±10°C，保溫3min ;高速錘上直接擠壓成形，變形量:頭部20% — 30%，葉身擠壓比為5— 7 ； (4)擠壓過(guò)程中，對(duì)模具表面噴涂水基石墨潤(rùn)滑劑；在高速錘擠壓過(guò)程中，由于熱效應(yīng)的影響，能使零件溫度升高50-70°C，考慮到擠壓葉片毛坯小，出爐溫降較快，一般升高20-30°C，因此，在高速錘上擠壓葉片，毛坯的加熱溫度比傳統(tǒng)模鍛溫度低30-40°C。
[0028](5)清理，吹砂清理鍛件表面；
[0029](6)振動(dòng)光飾，清理鍛件表面，提高鍛件表面的粗糙度和光整性；
[0030](7)熱處理，鍛件進(jìn)行固溶加時(shí)效處理，固溶溫度為940°C ±10°C，保溫Ih — 2h，空冷，時(shí)效溫度為780°C ± 10°C，保溫16h，空冷。
[0031]所述步驟(I)中，所述坯料的側(cè)面倒圓角SR3-SR5。所述步驟(2)的潤(rùn)滑劑主要成份按重量計(jì):玻璃潤(rùn)滑劑57%，瓷土 3%，工業(yè)硅酸鈉5%，余量為水，配制過(guò)程:I)、球磨，將玻璃潤(rùn)滑劑和瓷土進(jìn)行球磨，時(shí)間不少于12小時(shí)；2)、過(guò)濾，用200目篩子過(guò)濾已經(jīng)磨好的潤(rùn)滑劑；3)調(diào)濃度，用水調(diào)節(jié)濃度；4)加入工業(yè)硅酸鈉攪拌；所述潤(rùn)滑劑也可采用市售產(chǎn)品，如北京首量科技公司的產(chǎn)品。
[0032]所述步驟(4)中所述水基石墨潤(rùn)滑劑的配制方法是按重量計(jì):造石墨乳加純凈7jC，按1:6比例攪拌，將拌好的潤(rùn)滑劑放入儲(chǔ)液罐中，加壓0.25-0.3MPa。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，優(yōu)化了工藝流程:
[0034]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)不銹鋼、鈦合盒葉片廣泛采用的流程是:圓柱坯料——擠壓成型圓柱葉身——墩頭成型方形榫頭——預(yù)成型榫頭和葉身——終成形榫頭和葉身——切毛邊一模具校正一熱處理一理化檢測(cè)一終檢交付。
[0035]本發(fā)明的精鍛件工藝流程是:壓扁坯料一直接擠壓成型葉片一清理一熱處理——理化檢測(cè)——終檢交付。本發(fā)明由于采用前面所述的成型工藝方法，將“擠壓成型圓柱葉身——墩頭成型方形榫頭——預(yù)成型榫頭和葉身——終成形榫頭和葉身——切毛邊”五道工序合并為“直接擠壓成型葉片”一道工序，因此縮短了流程，還減少了四套工裝，同時(shí)降低了材料消耗。
[0036]擠壓模設(shè)計(jì):成型模具由陰模2和沖頭I組成(見(jiàn)圈1)，陰模采用耐磨材料4Cr5W2VSi，沖頭材料為W18Cr4V。擠壓成型的鍛件無(wú)毛邊，將基準(zhǔn)面的毛邊磨凈，上測(cè)具檢測(cè)合格即可。
【權(quán)利要求】
1.一種材料為GH2787的高溫合金葉片擠壓成形方法，其特征在于包括以下步驟: (1)坯料形狀采用板料，為有利于金屬流動(dòng)在坯料的側(cè)面倒圓角； (2)坯料吹砂后表面涂覆潤(rùn)滑劑； (3)將坯料電爐加熱至1000-1050°C±10°C，保溫3min ;高速錘上直接擠壓成形，變形量:頭部20% — 30%，葉身擠壓比為5—7 ； (4)擠壓過(guò)程中，對(duì)模具表面噴涂水基石墨潤(rùn)滑劑； (5)清理，吹砂清理鍛件表面； (6)振動(dòng)光飾，清理鍛件表面，提高鍛件表面的粗糙度和光整性； (7)熱處理，鍛件進(jìn)行固溶加時(shí)效處理，固溶溫度為940°C±10°〇，保溫111一211，空冷，時(shí)效溫度為780°C ±10°C，保溫16h，空冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金葉片擠壓成形方法，其特征在于:所述步驟(1)中，所述坯料的側(cè)面倒圓角SR3-SR5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金葉片擠壓成形方法，其特征在于:所述步驟(2)的潤(rùn)滑劑主要成份按重量計(jì):玻璃潤(rùn)滑劑57%，瓷土 3%，工業(yè)硅酸鈉5%，余量為水，配制過(guò)程:I)、球磨，將玻璃潤(rùn)滑劑和瓷土進(jìn)行球磨，時(shí)間不少于12小時(shí)；2)、過(guò)濾，用200目篩子過(guò)濾已經(jīng)磨好的潤(rùn)滑劑；3)調(diào)濃度，用水調(diào)節(jié)濃度；4)加入工業(yè)硅酸鈉攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫合金葉片擠壓成形方法，其特征在于:所述步驟(4)中所述水基石墨潤(rùn)滑劑的配制方法`是按重量計(jì):鍛造石墨乳加純凈水，按1:6比例攪拌，將拌好的潤(rùn)滑劑放入儲(chǔ)液罐中，加壓0.25-0.3MPa。
【文檔編號(hào)】B21K3/04GK103586391SQ201310563941
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】關(guān)紅, 邰清安, 崔樹(shù)森, 汪大成, 國(guó)振興 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司