本發(fā)明涉及鍛件成型，尤其涉及異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

1、高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基，添加鋁、鈦元素進(jìn)行強(qiáng)化的材料，在高溫條件下具有良好的抗蠕變性能和抗氧化性能以及保持較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因此得到廣泛應(yīng)用。

2、高溫合金鍛件包括從上端至下端依次連接的第一豎筒、變徑筒和第二豎筒，生產(chǎn)工藝通常為制坯、馬架擴(kuò)孔、軋制成型。通過(guò)直接軋環(huán)成型鍛件的異形形狀，難以保證鍛件成型尺寸，鍛件的大頭和小頭尺寸偏差較大，同時(shí)鍛件變形均勻性不好，導(dǎo)致晶粒破碎不夠充分，鍛件晶粒度在2～5級(jí)，成材率低，生產(chǎn)成本高。

3、需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，以解決鍛件直接軋環(huán)成型均勻性不好的問(wèn)題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，用于生產(chǎn)鍛件，所述鍛件包括從上端至下端依次連接的第一豎筒、變徑筒和第二豎筒，所述生產(chǎn)工藝包括以下步驟：下料；倒角；鐓粗沖孔；馬架擴(kuò)孔、預(yù)軋，得到中空?qǐng)A柱形坯料；預(yù)成型：準(zhǔn)備胎膜，所述胎膜包括中空柱體，中空柱體內(nèi)從上端至下端依次開(kāi)設(shè)第一孔、變徑孔和第二孔，所述第一孔和第二孔沿軸線向外傾斜，所述變徑孔傾斜角度與所述變徑筒的傾斜角度相同，坯料放入所述第二孔內(nèi)；一火次：第一沖頭壓入坯料上端，使坯料對(duì)應(yīng)第一孔的部位擴(kuò)大；二火次：第二沖頭壓入坯料上端，使坯料對(duì)應(yīng)變徑孔和第一孔的部位擴(kuò)大；三火次：第三沖頭壓入坯料上端，使坯料整體擴(kuò)大并與所述胎膜內(nèi)壁貼緊，此時(shí)坯料高度方向等分的重量誤差不超過(guò)±10％；平端面，整形；終軋：軋制成鍛件。

4、預(yù)軋的作用是為了讓坯料滿足胎膜鍛的要求，同時(shí)通過(guò)預(yù)軋可以使得坯料組織變形均勻。基于體積不變的原則，根據(jù)鍛件最終尺寸可推得預(yù)成型鍛件尺寸，由于預(yù)成型步驟中坯料對(duì)應(yīng)第二豎筒部分底部尺寸不變，即確定了預(yù)軋后坯料的內(nèi)外徑尺寸，即可計(jì)算出坯料預(yù)軋后高度，即可得到坯料預(yù)軋后尺寸。然后根據(jù)設(shè)計(jì)的胎膜進(jìn)行預(yù)成型，控制鍛件高度方向的每等分的變形量，實(shí)現(xiàn)第一孔變形多，變徑孔變形少，第二孔不變形的狀態(tài)。本發(fā)明中所述坯料部位與鍛件部位的對(duì)應(yīng)是指等體積的對(duì)應(yīng)。

5、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述鐓粗沖孔步驟包括：鍛前加熱：一次加熱至990～1010℃并保溫，二次加熱至1130～1150℃并保溫，冷料保溫系數(shù)為0.8min/mm，熱料保溫系數(shù)為0.4min/mm；鐓餅、滾圓，沖孔，變形量為25～35％，終鍛溫度≥900℃；鍛后空冷。

6、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述馬架擴(kuò)孔、預(yù)軋、預(yù)成型和終軋步驟中，均需要鍛前加熱：一次加熱至990～1010℃并保溫，二次加熱至1110～1130℃并保溫，冷料保溫系數(shù)為0.8min/mm，熱料保溫系數(shù)為0.4min/mm。

7、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述馬架擴(kuò)孔步驟包括：進(jìn)行2～3火次馬架擴(kuò)孔，每火次變形量為20～25％，終鍛溫度≥900℃。坯料通過(guò)多火次馬架擴(kuò)孔得到滿足預(yù)軋坯料尺寸的要求。

8、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述預(yù)軋步驟包括：進(jìn)行1火次軋環(huán)，坯料變形量為15～20％。

9、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述第一沖頭和第二沖頭截面為梯形，側(cè)面傾斜角度為7～13°；所述第三沖頭側(cè)面形狀與所述中空柱體內(nèi)壁配合；所述中空柱體內(nèi)第一孔和第二孔與軸線之間夾角為3～7°，變徑孔與軸線之間夾角為31°。

10、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，終軋步驟包括：進(jìn)行1火次軋環(huán)，鍛件變形量為20％～25％。

11、終軋后尺寸根據(jù)鍛件最終尺寸進(jìn)行放量即可得到。終軋前的尺寸根據(jù)變形量進(jìn)行推算。

12、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述終軋的步驟后還包括步驟：固溶：將鍛件裝爐，升溫至1050～1070℃后保溫125min，出爐空冷。125min包含65min的熱透時(shí)間加上60min的保溫時(shí)間。時(shí)效：將鍛件裝爐，升溫至690～710℃后保溫16h，出爐空冷。固溶處理可以改變金屬的晶體結(jié)構(gòu),使晶粒變得細(xì)小且均勻,從而提高金屬的硬度和強(qiáng)度。時(shí)效處理可以消除鍛件內(nèi)應(yīng)力及其所引起的變形。

13、其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，所述鍛件中各化學(xué)元素的成份重量百分比為：c：0.04％～0.1％；cr：18％～21％；al：1％～1.8％；ti：1.8％～2.7％；co≤2％；fe≤1.5％；b≤0.008％；mn≤0.4％；si≤0.8％；p≤0.02％；s≤0.015％；ag≤0.0005％；bi≤0.0001％；cu≤0.2％；pb≤0.002％；余量為ni。

14、本發(fā)明實(shí)施例的有益效果如下：

15、(一)本發(fā)明的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：下料；倒角；鐓粗沖孔；馬架擴(kuò)孔、預(yù)軋；預(yù)成型；終軋。通過(guò)在預(yù)成型時(shí)采用三火次依次對(duì)鍛件的第一豎筒部位、第一豎筒和變徑筒部位以及整體掰型，多次掰型防止鍛件因溫度降低以及變形量過(guò)大導(dǎo)致開(kāi)裂報(bào)廢，同時(shí)大頭變形多，腰部變形少，小頭不變形的狀態(tài)，合理分配三次掰型的變形量，保證鍛件高度方向等分的重量基本相同，保證鍛件后續(xù)能夠異形一體軋制成型。

16、(二)進(jìn)一步的，坯料在胎膜內(nèi)掰型后，鍛前采用兩次加熱至1120℃，采用異形模具一火軋制成型，保證了鍛件高度方向每等分的變形量相近，整個(gè)鍛件變形充分且均勻，提高了鍛件的綜合力學(xué)性能及晶粒度均勻性，可達(dá)到均勻的5～6級(jí)。

17、(三)進(jìn)一步的，鍛件始鍛溫度采用較高的1140℃，防止鍛件終鍛溫度過(guò)低導(dǎo)致鍛件開(kāi)裂，保證鍛件變形時(shí)充分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

技術(shù)特征：

1.異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：用于生產(chǎn)鍛件，所述鍛件包括從上端至下端依次連接的第一豎筒、變徑筒和第二豎筒，所述生產(chǎn)工藝包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述鐓粗沖孔步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述馬架擴(kuò)孔、預(yù)軋、預(yù)成型和終軋步驟中，均需要鍛前加熱：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述馬架擴(kuò)孔步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述預(yù)軋步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述第一沖頭和第二沖頭截面為梯形，側(cè)面傾斜角度為7～13°；所述第三沖頭側(cè)面形狀與所述中空柱體內(nèi)壁配合；所述中空柱體內(nèi)第一孔和第二孔與軸線之間夾角為3～7°，變徑孔與軸線之間夾角為31°。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：終軋步驟包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述終軋的步驟后還包括步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述鍛件中各化學(xué)元素的成份重量百分比為：c：0.04％～0.1％；cr：18％～21％；al：1％～1.8％；ti：1.8％～2.7％；co≤2％；fe≤1.5％；b≤0.008％；mn≤0.4％；si≤0.8％；p≤0.02％；s≤0.015％；ag≤0.0005％；bi≤0.0001％；cu≤0.2％；pb≤0.002％；余量為ni。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及異形高溫合金鍛件生產(chǎn)工藝，用于生產(chǎn)鍛件，生產(chǎn)工藝包括以下步驟：下料；倒角；鐓粗沖孔；馬架擴(kuò)孔、預(yù)軋；預(yù)成型：準(zhǔn)備胎膜，胎膜包括中空柱體，中空柱體內(nèi)從上端至下端依次開(kāi)設(shè)第一孔、變徑孔和第二孔，第一孔和第二孔沿軸線向外傾斜，變徑孔傾斜角度與變徑筒的傾斜角度相同，坯料放入第二孔內(nèi)；一火次：第一沖頭壓入坯料上端，使坯料對(duì)應(yīng)第一孔的部位擴(kuò)大；二火次：第二沖頭壓入坯料上端，使坯料對(duì)應(yīng)變徑孔和第一孔的部位擴(kuò)大；三火次：第三沖頭壓入坯料上端，使坯料整體擴(kuò)大并與胎膜內(nèi)壁貼緊，此時(shí)坯料高度方向等分的重量誤差不超過(guò)±10％；平端面，整形；終軋。鍛件的綜合力學(xué)性能及晶粒度均勻性好，可達(dá)到均勻的5～6級(jí)。

技術(shù)研發(fā)人員：何兆如,劉峰,孫傳華,王駿,何濤,劉剛,嚴(yán)鵬程,楊雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無(wú)錫派克新材料科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10