[發明專利]一種高溫合金精鍛葉片的模鍛方法

有效

• 申請號: 201811511200.8
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109365731B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 劉鵬飛;吳博;王維維;薛強;張小斌
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21K3/04
• 分類號: B21K3/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

1.一種高溫合金精鍛葉片的鍛造方法，其特征在于，所示鍛造方法包括擠壓、鐓頭、預鍛、終鍛模具的制備，確定下料尺寸、擠桿件尺寸、鐓頭件尺寸及預鍛所需荒形的規格和尺寸，預成型模鍛欠壓量的控制，鍛至終鍛所需的荒坯的尺寸，終鍛的整個過程；具體步驟如下：

步驟1：制備終鍛模具，終鍛模具的型腔與鍛件外形相應，由上模和下模組成，分模面位于葉片橫截面的中心線處，此類分模屬于曲面分模，模具尺寸根據設備模座型腔大小及鍛件最大輪廓尺寸確定；

步驟2：根據高溫合金精鍛渦輪葉片鍛件的結構特點確定預鍛所需的荒形，在擠壓成形時，擠壓前棒料的橫截面積用Ft表示，擠壓后桿部的橫截面積用∑Ft表示，Ft與∑Ft的比值，稱為擠壓比，用Ψ表示：∑Ft的數值由精鍛渦輪葉片鍛件的葉身最大橫截面積乘以系數1.15可得，選取Ψ＝4，計算出擠壓前棒料的橫截面積Ft，進而計算可得所需棒料的直徑規格，等體積轉換，可得所需棒料的長度規格；

步驟3：制備預鍛模具，預鍛模具由上模和下模組成，分模面位于葉片橫截面的中心線處，預鍛模具的下模設有一個Φ10×10mm定位銷安裝凹槽，用于安裝定位銷，與其對應的預鍛模具的上模部位機加出Φ16×10mm的凹槽，以免定位銷干涉鍛造合模；型腔圓角設計比對應終鍛模具圓角加大1.5～3mm，葉身型腔設計原則為終鍛均勻分配變形量，預鍛模具外形尺寸同終鍛模具；

步驟4：制備鐓頭模具，陰模型腔尺寸按預鍛所需荒形頭部尺寸的長、寬各+1mm設計，沖頭與鐓頭模具陰模間隙取自沖頭，單邊0.1～0.3mm；

步驟5：制備擠壓模具，陰模型腔尺寸按所選棒料直徑尺寸+1mm設計，沖頭與擠壓模具陰模間隙取自沖頭，單邊0.1～0.3mm；

步驟6：將高溫合金棒材一端倒角，噴涂高溫玻璃潤滑保護劑，加熱至960～1060℃，將高溫合金棒材有倒角的一端放入擠壓模具，進行擠壓成型，取出擠壓件；

步驟7：打磨擠壓件端面毛刺，重新加熱至960～1060℃后，在鐓頭模具內進行鐓頭成型，鍛至荒形要求的尺寸規格；

步驟8：對該荒形進行打磨及表面處理后噴涂高溫玻璃潤滑保護劑，重新加熱荒形至960～1060℃，將加熱后的荒形在預鍛模具型腔內進行鍛造，控制欠壓量，鍛至適合終鍛的尺寸；

步驟9：對該預鍛件進行打磨及表面處理后噴涂高溫玻璃潤滑保護劑，重新加熱預鍛件至960～1060℃，將加熱后的預鍛件在終鍛模具型腔內進行鍛造，垂直尺寸鍛至高溫合金渦輪葉片鍛件設計要求的公差范圍內。

2.如權利要求1所述的鍛造方法，其特征在于，預鍛和終鍛模具選用具有高硬度和優異韌性、表面具有出色的拋光性能、適用于涂層和氮化處理的模具鋼。

3.如權利要求1所述的鍛造方法，其特征在于，擠壓和鐓頭模具選用具有良好的整體塑性、韌性、耐磨性、淬透性和機械加工性的熱作模具鋼。

4.如權利要求1所述的鍛造方法，其特征在于，所有模具的預熱溫度為180℃～230℃，持續時間為4h以上，所涉及的高溫合金材料的加熱時間根據材料的加熱系數和規格確定。