[發(fā)明專(zhuān)利]陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備用高耐蝕料桶旋壓成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611169623.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108202204B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彪;婁延春;于波;郭新力
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 沈陽(yáng)鑄造研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 分類(lèi)號(hào): B23P15/00
• 代理公司: 21001 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 崔曉蕾

一種陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備用高耐蝕料桶旋壓成形方法，選取鎳基耐蝕合金板材為原材料，首先通過(guò)多道次熱普旋將板材旋壓成預(yù)成形件，熱普旋過(guò)程中，視工藝需求進(jìn)行1?2次退火處理；其次通過(guò)3道次熱強(qiáng)旋將預(yù)成形件旋壓成符合工藝尺寸要求的桶形件，各道次熱強(qiáng)旋后進(jìn)行退火處理；切割桶形件兩端的工藝余量，得到滿(mǎn)足工藝要求的高耐蝕薄壁料桶。利用熱普旋和熱強(qiáng)旋相結(jié)合工藝加工成鎳基耐蝕合金薄壁料桶，滿(mǎn)足高溫高壓脫芯設(shè)備對(duì)料桶性能要求，解決了傳統(tǒng)的卷板焊接成形料桶耐蝕性差、可靠性低、使用壽命短等問(wèn)題，為鎳基耐蝕合金薄壁料桶，以及其它耐腐蝕、難變形材料桶形件成形提供了一種可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)的加工方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及桶形件旋壓成形技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備用高耐蝕料桶的旋壓成形方法。本發(fā)明工藝適用于鑄造產(chǎn)業(yè)脫芯設(shè)備用高耐蝕料桶加工成形，也適用于其他耐腐蝕、難變形材料桶形件加工成形。

背景技術(shù)

陶瓷型芯廣泛應(yīng)用于先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金空心葉片的生產(chǎn)中，用于形成葉片復(fù)雜氣冷內(nèi)腔，改善葉片冷卻條件，提高承溫能力，進(jìn)而提高燃?xì)膺M(jìn)口溫度，最終實(shí)現(xiàn)提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比和重型燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的目的。葉片鑄造完成后，需使用脫芯設(shè)備將陶瓷型芯腐蝕脫出。先進(jìn)燃機(jī)渦輪葉片多使用化學(xué)穩(wěn)定性更高的氧化鋁基陶瓷型芯形成氣冷內(nèi)腔，此類(lèi)陶瓷型芯在常溫常壓下很難與酸堿腐蝕液發(fā)生反應(yīng)，型芯脫出需使用高溫高壓脫芯設(shè)備在強(qiáng)堿環(huán)境中進(jìn)行，脫芯設(shè)備和工藝是制約氧化鋁基陶瓷型芯使用的瓶頸。先進(jìn)的脫芯設(shè)備其工作溫度可達(dá)300-400℃，脫芯壓力22-25MPa，使用的脫芯堿液濃度可達(dá)50-70％。料桶是高溫高壓脫芯設(shè)備的關(guān)鍵部件，用于盛裝高溫堿液和待脫芯鑄件，高溫強(qiáng)堿的服役條件對(duì)料桶性能提出了苛刻的要求。

傳統(tǒng)工藝使用鋼板卷制后焊接成形的方法加工脫芯設(shè)備料桶，受限于材料的耐蝕性，料桶使用壽命普遍較短。如發(fā)明申請(qǐng)人前期使用的脫芯料桶，經(jīng)2-3爐次、累計(jì)48-72h高溫高壓脫芯試驗(yàn)后，即出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕、開(kāi)裂現(xiàn)象，需頻繁更換；此外，板材焊接過(guò)程中易出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋、未融合等焊接缺陷，焊縫及熱影響區(qū)晶粒粗大、組織分布不均勻，導(dǎo)致其力學(xué)性能較母材差，高溫高壓脫芯時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力集中，在高溫堿液腐蝕作用下，易萌生裂紋。料桶開(kāi)裂導(dǎo)致高溫堿液滲出，嚴(yán)重影響了脫芯設(shè)備的安全性能。

桶形件的另一傳統(tǒng)加工方法是采用沖壓工藝成形，然而，由于料桶材料加工硬化傾向嚴(yán)重，大變形量成形時(shí)，殘余應(yīng)力易引起材料回彈，對(duì)工件尺寸精度影響較大，導(dǎo)致工件尺寸精度超差，產(chǎn)生廢品。因此，開(kāi)發(fā)一種適用于陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備高耐蝕料桶成形新工藝，對(duì)增強(qiáng)脫芯設(shè)備可靠性、研究高效率陶瓷型芯脫出工藝以及高性能陶瓷型芯的廣泛使用具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備用料桶加工成形中出現(xiàn)的不足之處，本發(fā)明提供一種高耐蝕料桶旋壓成形工藝，將板坯直接成形為桶形件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種陶瓷型芯高溫高壓脫芯設(shè)備用高耐蝕料桶旋壓成形方法，其特征在于，旋壓工藝方法包括以下步驟：

(1)旋壓毛坯準(zhǔn)備

選取鎳基耐蝕合金板材為原材料(板材典型厚度優(yōu)選為10-12mm)，板材退火處理，根據(jù)料桶內(nèi)徑、外徑、桶深及添加工藝余量，計(jì)算得旋壓圓板毛坯直徑；

其中：

①、原材料的選?。横槍?duì)原料桶材料耐蝕性較低的問(wèn)題，本發(fā)明選擇鎳基耐蝕合金作旋壓料桶原材料，主要包括因康涅600、蒙乃爾400、因康洛伊800、哈氏合金C276等。由前期試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，哈氏合金C276在高溫強(qiáng)堿溶液中的耐蝕性能較為優(yōu)異，故本發(fā)明方法以哈氏合金C276為例，給出其旋壓加工工藝參數(shù)，但本發(fā)明所述工藝步驟適用的材料并不局限于哈氏合金C276。

②、圓板毛坯直徑的計(jì)算：圓板毛坯經(jīng)“普旋-強(qiáng)旋”至薄壁桶形件時(shí)，由于旋壓前后毛坯和工件體積不變，故圓板毛坯直徑可由式(1)計(jì)算：