[發明專利]一種沉淀硬化型不銹鋼板材制零件的熱加工成型方法

有效

• 申請號: 201410580829.3
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104388651A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 李許明;宋璽玉;閆磊;段新民;李凱峰
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: C21D8/00
• 分類號: C21D8/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于航空發動機零部件制造領域，具體涉及一種沉淀硬化型不銹鋼板材制零件的熱加工成型方法。

背景技術

航空發動機的外罩壁、圓罩、彎管、后外罩壁等零件對于強度和韌性等綜合機械性能有很高的要求，一般選用沉淀硬化型馬氏體不銹鋼薄板制造。

目前，普遍采用的零件制造工藝一般是焊接零件在固溶熱處理狀態下經室溫成型，其存在的主要問題是，由于零件形狀復雜，在成型過程中通常同時具有收縮和脹形兩種形變，而且沉淀硬化型馬氏體不銹鋼材料又具有強度高，變形抗力大等特點，在室溫成型條件下得到的零件具有較大的殘余應力，容易導致成型零件開裂，致使零件成品合格率低，無法使用，同時難于零件的外形尺寸。?

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種沉淀硬化型不銹鋼板材制零件的熱加工成型方法，通過增加中間退火的熱成型步驟，目的是提高零件的合格率和保證尺寸精度要求。

實現本發明目的的技術方案按照以下步驟進行：

（1）對經過焊接的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件，于810~830℃保溫2h，空冷至室溫，然后于590~610℃保溫4h，空冷至室溫；

（2）將空冷至室溫的零件加熱至680~?720℃；

（3）將成型模具加熱到280~320℃進行模壓脹形，得到最終成型的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

復雜結構零件在成型過程中通常同時具有收縮和脹形兩種形變過程，而且沉淀硬化型不銹鋼材料又具有強度高，變形抗力大等特點，零件成型過程中極易出現裂紋，本發明的技術方案是通過中間退火使成型前的沉淀硬化型不銹鋼板材制復雜零件強度降低到合適的水平，再將零件加熱到680~720℃，結合280~320℃熱模具在高溫狀態下脹形，保證了零件的最終尺寸和成型過程中不出現裂紋，雖然零件加工工藝比照傳統工藝相對復雜，但保證了零件的合格率，成功突破了高強度、高形變抗力沉淀硬化型馬氏體不銹鋼板材零件制造存在的難點，最終解決零件高精度成型難題，能實現材料的工程化應用滿足發動機制造需求，具有明顯的社會效益和顯著的經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中的圓罩零件結構示意圖；

?????其中：A是脹形部位；B是收縮部位。

具體實施方式

實施例1

?????航空發動機的圓罩零件的結構復雜如圖1所示，在設計零件成型工藝時包括下料、滾彎和焊接步驟，本實施例在對其熱加工成型時，按照以下步驟進行：

（1）對經過焊接的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件，于820℃保溫2h，空冷至室溫，然后于600℃保溫4h，空冷至室溫；

（2）將空冷至室溫的零件加熱至700℃；

（3）將成型模具加熱到300℃進行模壓脹形，得到最終成型的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件。

對比例

????對經過焊接的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件在固溶熱處理狀態下室溫成型，此時該材料室溫拉伸延伸率僅有10%，而抗拉強度卻高達1100MPa以上，因而在零件同時進行脹形和收縮，如圖1中A部位和B部位所示，這樣在焊縫熱影響區或焊縫處極易出現裂紋。

本發明實施例中零件焊接后增加820℃×2h空冷+600℃×4h空冷退火工藝，充分降低了材料的抗拉強度，提高了材料塑性，此時材料的室溫抗拉強度低于1000MPa，延伸率高于15％，再將零件加熱至700℃，此時材料強度更低、塑性更高，其700℃抗拉強度在300MPa左右，延伸率在40％以上，再經模壓脹形，得到最終成型的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件，得到的零件表面無裂紋，強度達到設計要求，經檢測為合格品。

實施例2

航空發動機彎管零件的結構復雜，在設計零件成型工藝時包括下料、滾彎和焊接步驟，本實施例在對其熱加工成型時，按照以下步驟進行：

（1）對經過焊接的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件，于810℃保溫2h，空冷至室溫，然后于610℃保溫4h，空冷至室溫；

（2）將空冷至室溫的零件加熱至720℃；

（3）將成型模具加熱到280℃進行模壓脹形，得到最終成型的沉淀硬化型不銹鋼板材制零件，得到的零件表面無裂紋，強度達到設計要求，經檢測為合格品。

實施例3

航空發動圓罩零件的結構復雜，在設計零件成型工藝時包括下料、滾彎和焊接步驟，本實施例在對其熱加工成型時，按照以下步驟進行：