[發明專利]一種雙性能鈦合金盤的慣性摩擦焊與等溫變形復合制備工藝有效
| 申請號： | 202010636583.2 | 申請日： | 2020-07-03 |
| 公開（公告）號： | CN111850441B | 公開（公告）日： | 2021-12-10 |
| 發明（設計）人： | 趙張龍;宋旭陽;閔曉楠;姚澤坤;寧永權 | 申請（專利權）人： | 西北工業大學 |
| 主分類號： | C22F1/18 | 分類號： | C22F1/18;C22F3/00 |
| 代理公司： | 西北工業大學專利中心 61204 | 代理人： | 王鮮凱 |
| 地址： | 710072 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 性能 鈦合金 慣性 摩擦 等溫 變形 復合 制備 工藝 | ||
1.一種雙性能鈦合金盤的慣性摩擦焊與等溫變形復合制備工藝，其特征在于步驟如下：
步驟1、結構設計：根據雙性能鈦合金盤的使用環境需求，選擇IMI834鈦合金作為盤緣、Ti6246鈦合金作為盤芯，將盤緣設計為內錐度為5～30°的圓環，作為固定旋轉端，將盤芯設計為具有相同錐度的內軸，作為移動端，圓環和內軸錐形同心度控制在0.5mm范圍內；
步驟2、退火處理：對盤緣圓環和盤芯內軸進行粗加工至0.5～2mm的加工余量，然后分別在電阻爐中進行焊前標準退火處理，退火制度為1020℃、2h空冷和930℃、1h空冷，退火后再次進行精加工至設計尺寸；
步驟3、慣性摩擦焊：采用慣性摩擦焊設備上，將盤緣圓環作固定旋轉端，盤芯內軸作移動端進行慣性摩擦焊，獲得焊態雙合金坯；摩擦焊工藝參數設置轉速為300～950r/min、頂鍛力為400～1600psi、保壓時間為5～40s，焊后空冷至室溫；
步驟4、加熱：通過機加工去除焊態雙合金坯的飛邊，然后在電阻爐中加熱焊態雙合金坯至兩種鈦合金重疊的鍛造變形溫度，保溫時間t，按照最大厚度h，根據t＝h×(0.6～1.5)min/mm計算，同時將等溫變形模具加熱至同樣溫度、熱透；
步驟5、等溫變形：將加熱保溫后的焊態雙合金坯在等溫模具中進行等溫變形，得到鍛態雙合金盤；等溫變形工藝參數設置變形速度范圍為0.001～20m/s、變形量為15～70％，等溫變形后根據合金特性選擇空冷、水冷或風冷；
步驟6：梯度熱處理：將等溫變形后的IMI834/Ti6246雙合金件放置于自制梯度熱處理爐中，IMI834合金熱處理制度為1000℃，1h，空冷+700℃，2h，空冷；Ti6246合金熱處理制度為920℃，1h，空冷+595℃，6h，空冷，最后獲得小型IMI834/Ti6246雙鈦合金盤。
2.一種雙性能鈦合金盤的慣性摩擦焊與等溫變形復合制備工藝，其特征在于步驟如下：
步驟1、結構設計：根據雙性能鈦合金盤的使用環境需求，選擇Ti60鈦合金作為盤緣、Ti6246鈦合金作為盤芯，將盤緣設計為內錐度為5～30°的圓環，作為固定旋轉端，將盤芯設計為具有相同錐度的內軸，作為移動端，圓環和內軸錐形同心度控制在0.5mm范圍內；
步驟2、退火處理：對盤緣圓環和盤芯內軸進行粗加工至0.5～2mm的加工余量，然后分別在電阻爐中進行焊前標準退火處理，退火制度為1020℃、2h空冷和930℃、1h空冷，退火后再次進行精加工至設計尺寸；
步驟3、慣性摩擦焊：采用慣性摩擦焊設備上，將盤緣圓環作固定旋轉端，盤芯內軸作移動端進行慣性摩擦焊，獲得焊態雙合金坯；摩擦焊工藝參數設置轉速為600r/min、頂鍛力為1000psi、保壓時間為20s，焊后空冷至室溫；
步驟4、加熱：通過機加工去除焊態雙合金坯的飛邊，然后在電阻爐中加熱焊態雙合金坯至兩種鈦合金重疊的鍛造變形溫度，保溫時間t，按照最大厚度h，根據t＝h×(0.6～1.5)min/mm計算，同時將等溫變形模具加熱至同樣溫度、熱透；
步驟5、等溫變形：將加熱保溫后的焊態雙合金坯在等溫模具中進行等溫變形，得到鍛態雙合金盤；等溫變形工藝參數設置變形速度范圍為0.001～20m/s、變形量為15～70％，等溫變形后根據合金特性選擇空冷、水冷或風冷；
步驟6：梯度熱處理：將等溫變形后的Ti60/Ti6246雙合金件放置于自制梯度熱處理爐中，Ti60合金熱處理制度為1000℃，1h，空冷+700℃，2h，空冷；Ti6246合金熱處理制度為920℃，1h，空冷+595℃，6h，空冷，最后獲得小型Ti60 /Ti6246雙鈦合金盤。
3.一種雙性能鈦合金盤的慣性摩擦焊與等溫變形復合制備工藝，其特征在于步驟如下：
步驟1、結構設計：根據雙性能鈦合金盤的使用環境需求，選擇Ti60鈦合金作為盤緣、Ti6246鈦合金作為盤芯，將盤緣設計為內錐度為5～30°的圓環，作為固定旋轉端，將盤芯設計為具有相同錐度的內軸，作為移動端，圓環和內軸錐形同心度控制在0.5mm范圍內；
步驟2、退火處理：對盤緣圓環和盤芯內軸進行粗加工至0.5～2mm的加工余量，然后分別在電阻爐中進行焊前標準退火處理，退火制度為1020℃、2h空冷和930℃、1h空冷，退火后再次進行精加工至設計尺寸；
步驟3、慣性摩擦焊：采用慣性摩擦焊設備上，將盤緣圓環作固定旋轉端，盤芯內軸作移動端進行慣性摩擦焊，獲得焊態雙合金坯；摩擦焊工藝參數設置轉速為500r/min、頂鍛力為900psi、保壓時間為20s，焊后空冷至室溫；
步驟4、加熱：通過機加工去除焊態雙合金坯的飛邊，然后在電阻爐中加熱焊態雙合金坯至兩種鈦合金重疊的鍛造變形溫度，保溫時間t，按照最大厚度h，根據t＝h×(0.6～1.5)min/mm計算，同時將等溫變形模具加熱至同樣溫度、熱透；
步驟5、等溫變形：將加熱保溫后的焊態雙合金坯在等溫模具中進行等溫變形，得到鍛態雙合金盤；等溫變形工藝參數設置變形速度范圍為0.001～20m/s、變形量為15～70％，等溫變形后根據合金特性選擇空冷、水冷或風冷；
步驟6：梯度熱處理：將等溫變形后的Ti60/Ti6246雙合金件放置于自制梯度熱處理爐中，Ti60合金熱處理制度為1000℃，1h，空冷+700℃，2h，空冷；Ti6246合金熱處理制度為920℃，1h，空冷+595℃，6h，空冷，最后獲得小型Ti60 /Ti6246雙鈦合金盤。
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