[發明專利]基于耐熱合金的發動機渦輪盤優化制造工藝及裝置

有效

• 申請號: 201410203203.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103934397A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 吳振清
• 申請（專利權）人: 上海駁原金屬材料有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J13/02;B21J1/06;B23P15/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于耐熱合金的發動機渦輪盤優化制造工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)采用GH4145高溫合金，經過螺旋擠壓獲得直徑為的具有超細晶粒的毛坯；

步驟2)將經過步驟1螺桿擠壓后的毛坯置于閉式模鍛裝置中進行預熱；

步驟3)當毛坯的預熱溫度達到1130℃時，啟動液壓機的橫梁在空氣環境下以10～100mm/s的速度下降，當下降至毛坯壓下10～20mm位置時，應變速率調整為10^‐2～10^‐3/s；

步驟4)當完成步驟3)后，將凸模和凹模降溫，然后調整應變速率為10^‐3/s的速度繼續下壓，從而消除了毛坯側表面形成瘤并制成渦輪盤鍛件。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟2中，毛坯先經噴丸清理以去除氧化皮后，在毛坯表面涂上玻璃潤滑劑并干燥后再置于閉式模鍛裝置中進行預熱。

3.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，所述的液壓機的輸出功率為16MN。

4.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，所述的降溫是指：將凸模和凹模降至相對毛坯溫度降低100～150℃。

5.根據權利要求1或2所述的工藝，其特征是，所述的預熱過程中，毛坯與凸模和凹模的溫度相同。

6.根據權利要求1所述的工藝，其特征是，步驟1中所述的螺旋擠壓具體包括：

1.1)將擠壓毛坯制成矩形截面四棱體；

1.2)將內置有步驟1.1)中得到的矩形截面四棱體的螺桿模具設置于液壓機上并啟動液壓機，矩形截面四棱體經由擠壓驅動機構推動并通過內部設有螺紋矩形截面通道的凹模機構；

上述步驟1.2由若干個擠壓周期組成。

7.根據權利要求6所述的工藝，其特征是，在一個所述的擠壓周期中：

1.2.1)矩形截面四棱體經由擠壓驅動機構推動從第一腔室位移到第二腔室，柱塞抵達支撐套筒的上平面；

1.2.2)柱塞上行，將帶有矩形截面四棱體的凹模機構倒轉，然后重復步驟1.2.1)，即到達第一腔室后完成一個擠壓周期。

8.一種實現上述任一權利要求所述工藝的閉式模鍛裝置，其特征在于，該裝置為無飛邊槽的閉式模具，包括：凸模、凹模以及活動設置于凹模中心的圓孔內的頂桿；

所述的凸模的外表面與凹模的內表面滿足當溫升到1130℃時仍保持0.1mm的單邊間隙。

9.根據權利要求8所述的閉式模鍛裝置，其特征是，所述的凹模中心與頂桿構成補償空間，K為考慮圓鋼直徑誤差以及感應加熱毛坯燒損量的補償系數，K取值為1～3％原始毛坯體積，使得擠壓過程中多余金屬能夠流入該補償空間中以避免悶模并降低模鍛力。

10.根據權利要求8所述的閉式模鍛裝置，其特征是，所述的閉式模鍛裝置的外部設有氣電混合加熱裝置進行加熱。