[發明專利]一種航空發動機用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法

有效

• 申請號: 201611161199.1
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106694772B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 王波偉;唐軍;薛強;張帥
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21K29/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明提供一種航空發動機用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法，將鍛造工藝中等溫擠壓代替為閉式模鍛擠壓方式，獲得組織及性能優良的TC17合金β鍛軸頸鍛件。閉式模鍛擠壓方式與等溫鍛相比，在鍛造設備鍛壓過程中，通過調整鍛造速度、坯料及模具溫度，有效保證鈦合金在規定鍛造溫度范圍內的變形量。閉式模鍛擠壓方式保證鍛件組織、性能的同時，有效降低模具制作成本，縮短制作周期。上述的鍛造方法避免模具費用大、鍛造周期長、制作成本高等缺點，能夠生產出組織均勻、綜合性能優的航空TC17合金β鍛軸頸鍛件。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機用軸頸類鍛件的模鍛擠壓鍛造成形方法，特別是涉及一種航空發動機用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法。

背景技術

鈦合金作為航空發動機用主要零部件制作材料，得到廣泛的應用；TC17合金軸頸作為發動機零部件的主要構成部分，受其工作狀況的變化，設計對其組織、性能提出更高的要求；目前TC17合金β鍛工藝受到高度重視，由于其結構特點，要保證組織及性能要求鍛件各部位具有較大的變形量(應變大于0.5)，同時表面不能產生鍛造缺陷，增加了鍛造成形的難度。

目前通常使用兩種鈦合金軸頸類鍛件的模鍛成形方法。一種是把按規格下料的合金棒料經鐓粗，再把坯料機加成中間坯尺寸，加熱后裝進普通開式模型腔內鍛造成形，鍛造出和性能良好的鈦合金軸頸類鍛件。采用該方法適合于鈦合金的常規鍛造工藝，很難滿足TC17合金β鍛工藝對變形量的要求，影響鍛件最終的組織、性能及使用狀態。另外一種是把按規格下料的合金棒料經鐓粗，再把坯料機加成中間坯尺寸，加熱后裝進等溫鍛模內鍛造擠壓成形，鍛造出組織和性能良好的鈦合金軸頸類鍛件。該方法首先需要制作專用高溫合金等溫鍛模具，費用較大，其次采用等溫模擠壓成形鍛件生產周期較長，效率低。

采用上述兩種方法鍛造TC17合金β鍛軸頸類鍛件時，分別存在質量、周期等問題影響研制進度。

因此原有的鍛造方法已經無法滿足設計及生產任務的要求，必須提出新的TC17合金β鍛模鍛擠壓的鍛造方法以滿足生產需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種閉式模鍛擠壓方式來實現航空發動機用TC17合金β鍛的鍛造成形方法，采用該方法能夠鍛造出表面光滑、組織及性能優良的TC17合金軸頸鍛件。

為解決上述技術問題，本發明提供一種航空發動機用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法，包括如下步驟:

步驟1依據鍛件結構特點，利用計算機數值模擬軟件，優化荒型設計，完成中間坯的設計及普通鍛模具結構設計，通過調整坯料形狀，保證鍛件各部位對應等效應變大于0.5；

步驟2將坯料加熱到850℃到865℃之間，采用2500t快鍛機將坯料從Φ300×740mm鐓粗至Φ455×320mm完成荒坯制作；

步驟3將步驟2荒坯按步驟1的中間坯設計進行機加，后加熱至200～300℃保溫60min，夾持出爐進行全表面潤滑劑噴涂，完成中間坯制作；

步驟4將預熱至250～300℃的閉式擠壓模具安裝至壓機工作臺，并對型腔表面進行潤滑劑噴涂，同時將步驟3中間坯加熱至925℃，轉移放入閉式擠壓模具內，采用0.5～3mm/s速度，完成終鍛鍛件的擠壓成形。

采用上述鍛造成形方法鍛造成形的TC17合金軸頸鍛件，其輪廓尺寸Φ600×549mm，投影面積0.28m²，鍛件重量150Kg。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

本發明將鍛造工藝中等溫擠壓代替為閉式模鍛擠壓方式，獲得組織及性能優良的TC17合金β鍛軸頸鍛件。