[發(fā)明專利]減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111100939.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN113857419A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏麗;封嗣虎;蘇化冰;孫正力;孫鳳軍;郝艷雄;康炯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫透平葉片有限公司
• 主分類號(hào): B21K3/04
• 分類號(hào): B21K3/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 黃建祥

本發(fā)明公開了一種減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法，具體是采用制坯工裝進(jìn)行鐓頭，制坯工裝包括鐓頭模和約束模，鐓頭模中設(shè)置有成型葉身和一部分葉根的型腔，約束模設(shè)置于型腔的端部，約束模中設(shè)置有變截面腔，用于對(duì)坯料剩余部分葉根形狀進(jìn)行外廓形狀約束，使坯料的葉根同鍛件葉根的截面積變化趨勢相同，再對(duì)坯料葉身拔長，完成制坯。或者，對(duì)下料體積進(jìn)行控制，使鐓頭模的型腔達(dá)到自然未充滿狀態(tài)，根據(jù)鐓頭成型規(guī)律，葉根鐓粗部位自然形成變截面，與鍛件葉根截面積變化趨勢相近或相同，再對(duì)坯料葉身拔長，完成制坯。上述坯料設(shè)計(jì)方法可得到葉根變截面坯料，有效改善了模鍛時(shí)葉根飛邊開裂的情況，提高了鍛件合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及葉片鍛件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片多為樅樹型葉根形狀，葉片形狀如圖1所示，此類鍛件的葉根為變截面，即葉片葉根底部截面積比葉根靠近葉身的截面積小，鍛件形狀如圖2所示。

葉片鍛件制造時(shí)，一般采用制坯加模鍛的方式制造成型，制坯設(shè)計(jì)通常采用鐓頭方法進(jìn)行葉根聚料，再對(duì)葉身拔長，如圖3所示，對(duì)應(yīng)鐓頭工裝如圖4所示。目前汽輪機(jī)渦輪葉片鍛件通常為不銹鋼葉片，面對(duì)樅樹型葉根鍛件鐓頭設(shè)計(jì)時(shí)，鐓頭后坯料通常設(shè)計(jì)為等直徑，因不銹鋼材料具有良好的塑形變形能力，用此形狀的坯料進(jìn)行后續(xù)模鍛時(shí)不會(huì)出現(xiàn)葉根飛邊尖角開裂現(xiàn)象。

然而，燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片為了適應(yīng)燃燒室的高溫工作環(huán)境，通常采用高溫合金材料進(jìn)行制造。對(duì)于高溫合金鍛件，若鐓頭后坯料仍按照不銹鋼葉片設(shè)計(jì)為等直徑，則因高溫合金對(duì)變形溫度及變形程度等比較敏感，在模鍛成型過程中，葉根尖角容易發(fā)生開裂，且開裂容易延伸至鍛件本體，進(jìn)而造成鍛件打磨排傷增加，甚至鍛件報(bào)廢。

因此，面對(duì)不同的鍛件材質(zhì)，需要改變坯料設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法，使得在模鍛過程中減少模鍛件的葉根開裂情況，降低因開裂導(dǎo)致打磨排傷成本，且避免因開裂嚴(yán)重導(dǎo)致鍛件報(bào)廢，提高鍛件合格率。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法，具體是采用制坯工裝進(jìn)行鐓頭，制坯工裝包括鐓頭模和約束模，鐓頭模中設(shè)置有成型葉身和一部分葉根的型腔，約束模設(shè)置于型腔的端部，約束模中設(shè)置有變截面腔，用于對(duì)坯料剩余部分葉根形狀進(jìn)行外廓形狀約束，使坯料的葉根同鍛件葉根的截面積變化趨勢相同，再對(duì)坯料葉身拔長，完成制坯。

特別地，下料體積等于型腔體積與變截面腔體積之和。

特別地，鐓頭模的端部設(shè)置有安裝腔，約束模裝嵌入安裝腔中，使變截面腔與型腔對(duì)準(zhǔn)銜接。

或者，一種減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法，具體是對(duì)下料體積進(jìn)行控制，使鐓頭模的型腔達(dá)到自然未充滿狀態(tài)，根據(jù)鐓頭成型規(guī)律，葉根鐓粗部位自然形成變截面，與鍛件葉根截面積變化趨勢相近或相同，再對(duì)坯料葉身拔長，完成制坯。

特別地，按鐓頭模型腔體積的0.8～1進(jìn)行下料。

綜上，本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述的減少高溫合金渦輪葉片鍛件飛邊開裂的坯料設(shè)計(jì)方法根據(jù)高溫合金渦輪葉片樅樹型葉根鍛件成型要求，對(duì)現(xiàn)有鐓頭模增加了葉根約束模或者控制下料體積，從而得到葉根變截面坯料，有效改善了模鍛時(shí)葉根飛邊開裂的情況，提高了鍛件合格率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金渦輪葉片樅樹型葉根葉片的示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的燃?xì)廨啓C(jī)高溫合金渦輪葉片樅樹型葉根鍛件的示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的現(xiàn)有坯料設(shè)計(jì)方法的示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的現(xiàn)有鐓頭模的結(jié)構(gòu)示意圖；