[發(fā)明專利]鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件的輾軋成形方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810068727.8
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101279349A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 張華;楊勇;吳永安;劉峰;鄒元博;鄒偉;劉清;謝建斌;謝永富;陳再鼎;姜聳
• 申請（專利權）人: 貴州航宇科技發(fā)展有限公司;貴州安大航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06;B21J1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種環(huán)形鍛件的軋制成形方法，特別是涉及了鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件的輾軋成形方法。

背景技術

采用鎳基高溫合金(如GH901等材料牌號)制造的航空發(fā)動機或地面燃氣輪機的錐形環(huán)鍛件，如渦輪外環(huán)、低壓渦輪噴口罩等部件由于長期在高溫下工作，要求鍛件具有較好的高溫力學性能及組織穩(wěn)定性。

“大型錐形環(huán)件成型制造新工藝及其數(shù)值模擬”(王澤武等，《核動力工程》，第28卷第2期，第69～72頁，2007年4月)一文公開了一種錐形環(huán)件的成形工藝，該工藝包括制坯、加熱、軋制及后續(xù)加工。采用該工藝軋制普通碳素鋼的錐形環(huán)件時是把軋環(huán)機的主輥、芯輥和抱輥加工成錐形后再把錐形環(huán)坯軋制成錐形環(huán)件的。采用該工藝軋制錐形環(huán)件，由于是靠主輥、芯輥和抱輥的錐面形狀來確定錐形環(huán)件的錐面形狀，靠錐輥來軋制其高度，因此，只能軋制內(nèi)外環(huán)面為平整面的簡單錐形環(huán)件(如該文圖示的那樣)，而且對于錐度或高度不一樣的錐形環(huán)件，需要更換輥型，正如該文所指出的“錐形環(huán)件不同于矩形截面環(huán)件，在軸向上環(huán)件有一定斜度，需要重新設計主輥、芯輥和抱輥”。由此可知，采用該工藝不可能軋制出內(nèi)外環(huán)面為復雜曲面的錐形環(huán)件，而且軋制不同形狀的簡單錐形環(huán)件時頻繁更換輥型將會增加制造成本、延長生產(chǎn)周期和不利于設備的維護保養(yǎng)。

上述錐形環(huán)件成型制造新工藝并未公開軋制鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件的具體工藝步驟，若采用該工藝軋制鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件，存在的問題如下：

不能軋制環(huán)面為復雜曲面并沿零件外形呈流線分布的錐形環(huán)鍛件，因此，當需要軋制環(huán)面為復雜曲面的錐形環(huán)鍛件時，只能靠增大加工余量的方法先軋制成該文所公布的環(huán)面為平整面的錐形環(huán)鍛件，再通過機加工成環(huán)面為復雜曲面的錐形環(huán)鍛件。這樣加工而成的錐形環(huán)鍛件，環(huán)鍛件毛坯的加工余量大，鍛件尺寸精度較差，鍛件的外形流線不能沿零件外形分布；由于加工量較大，既費時費力和浪費大量的貴重高溫合金材料，又切斷了鍛件的外形流線從而對鍛件的組織和性能產(chǎn)生不利影響。

軋制鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件時，從合金棒料到最終軋制成錐形環(huán)鍛件，合金的變形量對環(huán)鍛件的組織和性能影響很大，其變形量選擇不準，將會造成環(huán)鍛件晶粒粗大、軋傷、軋裂、易產(chǎn)生飛邊等缺陷，從而影響鍛件的交付和使用。

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件的輾軋成形方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種準確的變形量來實現(xiàn)鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件精確輾軋成形的方法，采用該方法輾軋的錐形環(huán)鍛件沿零件外形呈流線分布，并具有優(yōu)良的組織和性能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所述鎳基高溫合金錐形環(huán)鍛件的輾軋成形方法，其技術方案包括以下步驟：

把按規(guī)格下料的鎳基高溫合金棒料加熱到變形溫度，經(jīng)鐓粗使其變形40％～45％得到實心圓餅；把所述實心圓餅沖孔使其孔徑尺寸是其外徑尺寸的30％～35％后得到空心圓餅；

加熱所述空心圓餅到變形溫度后使其被軋環(huán)變形35％～40％后得到矩形環(huán)坯；把所述矩形環(huán)坯加熱到變形溫度后裝進脹形模內(nèi)被脹形變形10％～15％后得到錐形預軋坯；

加熱所述錐形預軋坯到變形溫度，把所述預軋坯裝進軋環(huán)機輾軋模具，所述預軋坯的縱向截面在輾軋模具的錐形孔型內(nèi)被軋環(huán)機輾軋并按所述孔型形狀變形25％～30％，所述預軋坯壁厚減小并沿徑向展寬被輾軋成錐形環(huán)鍛件。

當構成上述錐形孔型的輾軋模具的錐形面是曲面時，輾軋成形的錐形環(huán)鍛件的環(huán)面為曲面；當構成上述錐形孔型的輾軋模具的錐形面是平整面時，輾軋成形的錐形環(huán)鍛件的環(huán)面為平整面。

輾軋時，上述預軋坯沿徑向的展寬速度是2mm/s～15mm/s，受到的徑向軋制力是40000kg～220000kg。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：