[發明專利]一種高變形抗力高溫合金擋板類零件應力消除方法

有效

• 申請號: 201410588987.3
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104388850A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 方波;尚作義;崔媛;曹一超;宋璽玉
• 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: C22F1/00
• 分類號: C22F1/00;C21D1/00
• 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

本發明屬于合金制造領域，具體涉及一種高變形抗力高溫合金擋板類零件應力消除方法。

背景技術

航空發動機使用的擋板類零件是一種高溫合金制成的彈簧類零件，具有高變形抗力，在使用過程中存在應力松馳現象，即擋板的變形恢復力隨時間逐漸降低，應力松馳現象是彈簧和彈性原件的失效形式之一，擋板類零件的應力產生于高溫合金絲材纏繞過程中的內應力、熱處理定型過程中的熱應力及鎖口加工過程中的內應力，為確保擋板類零件使用安全，零件使用前需進行消除應力。但是航空發動機的擋板零件通常直徑大，變形抗力大，在消除應力過程中，零件的變形難以控制。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種高變形抗力高溫合金擋板類零件應力消除方法，通過采用與擋板類零件線性膨脹系數匹配的工裝夾具，選擇適宜的熱處理溫度和保溫時間，目的是控制零件變形，消除擋板零件的應力。

實現本發明目的的技術方案按照以下步驟進行：

（1）選擇與高變形抗力高溫合金擋板類零件線性膨脹系數匹配的工裝夾具，將高變形抗力高溫合金擋板類零件裝入夾具中；

（2）對裝有高變形抗力高溫合金擋板類零件的工裝夾具整體進行加熱，加熱溫度為590~710℃，加熱時間1~20h，冷卻至室溫后，得到的高溫合金擋板零件尺寸精度穩定，應力消除。

所述的與高變形抗力高溫合金擋板類零件線性膨脹系數匹配的工裝夾具由活節螺栓、壓板和底板組成，形狀和膨脹系數與待處理的高溫合金擋板類零件相匹配。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

本發明的技術方案通過選擇適宜的工裝夾具、適宜的熱處理溫度和保溫時間，消除了高溫合金擋板零件的殘余應力，確保了零件使用的可靠性和尺寸精度，能夠廣泛應用于各型發動機大規格高變形抗力擋板類零件應力消除。

附圖說明

圖1是本發明的工裝夾具的結構示意圖；

其中：1：活節螺栓；2：壓板：3：底座；

圖2是本發明實施例中的擋板卡圈零件的結構示意圖；

其中：D代表零件外徑尺寸；B代表零件開口尺寸；

圖3是對擋板卡圈零件進行應力松弛測試的測量位置示意圖；

其中：①~⑤代表五個不同的測量位置；

圖4是本發明實施例1~4經應力消除后的零件外徑D的尺寸變化對比圖；?

圖5是本發明實施例1~4經應力消除后的零件開口B的尺寸變化對比圖。

具體實施方式

本發明實施例中以圖1所示的擋板卡圈零件為例，其實采用GH4738高溫合金材料的異型扁鋼絲制造，扁鋼絲規格為6.4mm×2.3mm及8mm×2.3mm，最大規格零件的直徑尺寸約為650mm，屬于大型卡圈零件。

實施例1

擋板卡圈零件的制造過程包括纏繞和鉗加工，因此零件本身會產生較高的內應力，消除其應力的方法按照以下步驟進行：

（1）選擇與擋板卡圈零件形狀和線性膨脹系數匹配的工裝夾具，將高變形抗力高溫合金擋板類零件裝入夾具中；

（2）對裝有高變形抗力高溫合金擋板類零件的工裝夾具整體進行加熱，加熱溫度為590℃，加熱時間20h，冷卻至室溫后，得到的高溫合金擋板零件尺寸精度穩定，應力消除。

在進行了應力消除后的零件尺寸和應力消除后的尺寸見表1，應力消除后的應力松弛測量數據和鉗加工后的零件的數據對比見表2所示，從表1和表2中可以看出，經本實施例的熱處理后，零件尺寸產生了輕微的縮小，零件的內應力消除。

實施例2

擋板卡圈零件的制造過程包括纏繞和鉗加工，因此零件本身會產生較高的內應力，消除其應力的方法按照以下步驟進行：

（1）選擇與擋板卡圈零件形狀和線性膨脹系數匹配的工裝夾具，將高變形抗力高溫合金擋板類零件裝入夾具中；

（2）對裝有高變形抗力高溫合金擋板類零件的工裝夾具整體進行加熱，加熱溫度為600℃，加熱時間10h，冷卻至室溫后，得到的高溫合金擋板零件尺寸精度穩定，應力消除。

在進行了應力消除后的零件尺寸和應力消除后的尺寸見表1，應力消除后的應力松弛測量數據和鉗加工后的零件的數據對比見表2所示，從表1和表2中可以看出，經本實施例的熱處理后，零件尺寸產生了輕微的縮小，零件的內應力消除。

實施例3

擋板卡圈零件的制造過程包括纏繞和鉗加工，因此零件本身會產生較高的內應力，消除其應力的方法按照以下步驟進行：