[發(fā)明專利]一種大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410538074.0
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN105567942A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李成武;敖強;時旭;李萌萌;史繼偉
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司
• 主分類號: C21D9/40
• 分類號: C21D9/40;C21D11/00
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種大直徑高溫合金 材料彈性環(huán)彈開量控制方法。

背景技術(shù)

在機械加工技術(shù)中，特別是在航空發(fā)動機、燃?xì)廨啓C渦輪轉(zhuǎn)子零 件加工制造中，大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制技術(shù)一直是彈 性環(huán)件加工的技術(shù)關(guān)鍵，此類技術(shù)一直備受關(guān)注。大直徑高溫合金材 料彈性環(huán)彈開量決定了彈性環(huán)開口處自然狀態(tài)下間隙尺寸和集中檢 驗載荷下開口處間隙尺寸，常規(guī)的機加加工工藝方法無法保證，隨機 性極大。本發(fā)明為制訂同類零件的加工工藝方法提供了新的思路，可 在同類零件中推廣使用，在新一代航空發(fā)動機、地面渦輪燃機加工中 具有廣闊的應(yīng)用前景。一種大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制技 術(shù)，主要應(yīng)用于航空發(fā)動機大直徑高溫合金材料彈性環(huán)的加工，解決 了大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量決定了彈性環(huán)開口處自然狀態(tài) 下間隙尺寸和集中檢驗載荷下開口處間隙尺寸，常規(guī)的機加加工工藝 方法無法保證的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決大直徑高溫合金材料彈性環(huán)，目前工藝 方法難以保證開口處自然狀態(tài)下和集中檢驗載荷間隙尺寸的技術(shù)瓶 頸問題，特提供了一種大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制方法。

本發(fā)明提供了一種大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制方 法，其特征在于：所述的大直徑高溫合金材料彈性環(huán)彈開量控制方法 包括以下步驟：

熱處理方案及熱處理夾具結(jié)構(gòu)確定：采用熱處理工藝，高溫合 金材料只能進行一次時效熱處理，該類零件毛料狀態(tài)為固溶，加工過 程中選用消除應(yīng)力熱處理，加工最后將零件裝在專用熱處理夾具進行 時效熱處理，既滿足零件熱處理性能，又能保證彈開量。

采用熱處理夾具，由底座和壓蓋構(gòu)成，夾具底座和壓蓋上有與零 件配合的止口，組合后控制零件時效熱處理過程中產(chǎn)生變形。夾具底 座上有控制零件彈開量凸臺，長度L，即彈性環(huán)開口處自然狀態(tài)下間 隙尺寸L。

所述的加工步驟包括：

粗車加工型面，對經(jīng)過固溶熱處理的毛坯進行粗車加工零件型 面，去除大部分余量。加工參數(shù)為：轉(zhuǎn)速n＝14r/min，進給量 f＝0.2-0.22mm/r，切深t＝1mm；

消除應(yīng)力熱處理，由于粗車加工去除大部分余量，零件內(nèi)部殘留 大量加工應(yīng)力，通過消除應(yīng)力熱處理，降低零件變形。

加工參數(shù)如下：

熱處理設(shè)備：中溫電爐

裝爐溫度：≤150℃

保溫溫度：550±10℃

保溫時間：120～135min

冷卻方式：空冷

修復(fù)基準(zhǔn)面及精車型面，經(jīng)過熱處理后的零件有一定的變形，精 加工前要對基準(zhǔn)面進行修復(fù)加工。以修復(fù)后的基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)進行精車 加工型面。加工參數(shù)為：n＝16-20r/minf＝0.16mm/rt＝0.3mm；

切斷線切割清理電加工表面，根據(jù)彈性環(huán)開口處自然狀態(tài)下間隙 尺寸L，計算需要線切割去除的長度，通過線切割切除零件上多余部 分。線切割加工部位存在金屬重熔層，對線切割加工表面進行清理， 去除金屬重熔層。

時效熱處理，將零件裝入專用的熱處理夾具，注意將開口處安裝 在底座凸臺上，同時注意與夾具底座和壓蓋上配合。將零件隨同夾具 一起放入熱處理爐，按熱處理制度進行時效熱處理。

熱處理設(shè)備：中溫真空爐

裝爐溫度：≤150℃

升溫速度：300±10℃/h

保溫溫度：620±10℃

保溫時間：300min～315min

冷卻方式：充氬氣0.2～0.4MPa冷至80℃以下出爐。

本發(fā)明提供的熱處理方案，零件毛料狀態(tài)為固溶，加工過程中選 用消除應(yīng)力熱處理，加工最后將零件裝在專用熱處理夾具進行時效熱 處理，既滿足零件熱處理性能，又能保證彈開量。。

采用數(shù)控立式車床進行加工，分粗、精兩個工步進行，可以有效 減少薄片類零件的加工變形，可靠地保證了尺寸精度和技術(shù)要求。在 去余量時，采用分段切削的加工方法，不但減少加工應(yīng)力，控制零件 變形，并可以實現(xiàn)自動斷屑，有利于排屑和斷屑。在數(shù)控程序的編制 上，結(jié)合零件特點，按零件的理論型面編制程序，在型面接刀部位采 用切向切入切出的方式，使得切入切出平穩(wěn)過渡，并通過在計算機上 模擬，檢查、排除刀具于零件的干涉情況。

本發(fā)明的優(yōu)點：