[發明專利]一種GH4901套筒隔圈的鍛造方法

有效

• 申請號: 201610770401.4
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106111862B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 呂小茹;楊輝;陳哲;孫雪松;趙文革;許崗建;張勇;何俊
• 申請（專利權）人: 中航動力股份有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 張弘

【技術領域】

本發明涉及高溫合金類隔圈的鍛造成形工藝，特別提供了一種高溫合金套筒隔圈的鍛造方法。

【背景技術】

GH4901是以Fe-43Ni-12Cr為基，加入Ti、Al、Mo等奧氏體時效硬化高溫合金。鍛造工藝和熱加工參數對GH4901合金鍛件的組織、性能有顯著影響，鍛造工藝方法和參數選擇不當，容易產生鍛件的粗晶、組織不均勻和最終性能不合格的問題。其次，GH4901合金變形抗力大，相同重量和尺寸的鍛件，比合金鋼需要更大噸位的鍛造設備；同時，套筒隔圈類鍛件有嚴格的徑向晶粒流線要求。以上特點，都增加了GH4901套筒隔圈的鍛造難度。

經檢索國內外專利文獻，檢索出專利如下：

授權專利公開號：CN 102441629 B，一種鍛件汽輪機用套筒的鍛造加熱方法。該專利公開了一種2Cr12NiMo1W1V材料汽輪機用套筒的鍛造加熱方法，2Cr12NiMo1W1V為鋼材，GH4901為高溫合金，熱加工參數完全不同，且該專利僅公開了加熱方法，不涉及鍛造成形工序。

檢索公開文獻，在期刊《鍛壓技術》2007年第06期，刊登了《GH901合金渦輪軸鍛造工藝改進》，該文獻公開了一種GH4901合金渦輪軸鍛造改進工藝，針對GH4901合金渦輪軸鍛件的粗晶、組織不均勻、超聲波探傷雜波超標和最終性能不合格問題，對渦輪軸鍛造工藝進行了研究。該文獻主要涉及GH4901合金渦輪軸的鍛造，工序方法為改鍛→拔長→鐓頭，鍛件的類型、鍛造工序、鍛造參數等，無法滿足涉及GH4901鍛件的要求。

【發明內容】

本發明創造的目的是提供一種GH4901高溫合金套筒隔圈鍛件的鍛造方法。該方法顯著降低了模鍛工序所需壓力，實現了用較小噸位設備生產大尺寸隔圈的可行性，大大降低了制造成本，使原材料利用率提高20％以上。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種GH4901套筒隔圈的鍛造方法，包括坯料計算、切料、加熱、自由鍛制坯、清理、二次加熱、模鍛、切邊、二次清理和去除內孔連皮；具體步驟如下：

1)坯料計算：根據模鍛件的形狀尺寸和重量、鍛造變形比計算制坯件的尺寸和重量，根據制坯件的尺寸和重量、鍛造變形比計算所需坯料的直徑和高度；

2)切料：切取坯料并對坯料兩端頭倒角；

3)加熱：先將電爐升溫至850℃，將坯料放置于電爐中，開始保溫，按0.6～0.7分鐘/毫米坯料高度計算保溫時間；保溫結束后，以(100～150)℃/h的升溫速率，升溫至1130℃，再次保溫，按0.5～0.6分鐘/毫米坯料高度計算保溫時間；

4)自由鍛制坯：坯料到達保溫時間后開始進行自由鍛制坯；

4.1)鐓粗并沖孔：將坯料在自由鍛造設備上鐓粗至坯料高度的0.5倍，形成餅坯，使用沖子在餅坯上沖出通孔，得到沖孔餅坯；

4.2)回爐加熱：將沖孔餅坯再回爐進行加熱，保溫時間按照步驟3)中再次保溫時間的一半計算；

4.3)擴孔：使沖孔餅坯沿著圓周方向拔長，形成環形鍛件，停鍛溫度≥950℃，獲得制坯件；

5)清理：清理掉表面的氧化物；

6)二次加熱：先將電爐升溫至850℃，將制坯件置于電爐中，按0.6～0.7分鐘/毫米坯料高度計算保溫時間；保溫結束后，以(100～150)℃/h的升溫速率，升溫到1120℃，再次保溫，按0.5～0.6分鐘/毫米坯料高度計算保溫時間；

7)模鍛：將二次加熱的制坯件進行模鍛成型，使鍛件變形量達到20％以上，停鍛溫度≥950℃；

8)切邊：切除掉多余的飛邊；

9)二次清理：清理掉表面的氧化物；

10)去除內孔連皮。

作為本發明的進一步改進，所述的坯料計算步驟具體如下：

1.1)制坯件的重量計算：

制坯件的重量的G1，模鍛件的重量G2，模鍛件毛邊重量g2，模鍛件沖孔連皮重量g2′之間滿足關系：

G1＝(G2+g2+g2′)*1.03；

1.2)制坯件的尺寸：

制坯件高度尺寸H1，模鍛件高度尺寸H2，制坯件的外徑尺寸D1，模鍛件的內徑尺寸d2及外徑尺寸D2之間滿足關系：

H1＝(1.25～1.3)*H2；

D1＝(D2+d2)/2；

1.3)坯料的尺寸計算：

制坯件的重量G1，沖孔底片的重量g1，坯料的重量G之間滿足關系：

G＝(G1+g1)*1.03；

坯料的高度H與制坯件高度H1之間滿足：H＝(1.8～2)H1；