[發明專利]一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法

在審

• 申請號: 202111509082.9
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114406171A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 韓順;王建國;楊超;王春旭;李繼保;厲勇;劉東;梁劍雄;黃愛華;張國棟
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;中國航發商用航空發動機有限責任公司;中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J5/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 朱文吉

本申請涉及一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法，主要包括以下步驟：S1：加工坯料，將棒料加工成擠壓坯料；S2：加熱坯料，將擠壓坯料加熱至初始擠壓溫度；S3：鍛壓，將加熱后的坯料轉移至下模中，上模和下模合模，坯料鍛壓成型為鍛件；下模包括多個半模，多個所述半模呈周向設置并且圍合成用于成型帶環類軸類鍛件的模腔，相鄰所述半模之間的分型面平行于軸類鍛件的軸線；S4：脫模，使半模分離，將鍛件移出下模并轉移。本申請具有提高了鍛造效率的效果。

技術領域

本申請涉及軸類模鍛的領域，尤其是涉及一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法。

背景技術

航空渦扇發動機風扇軸在工作時承受巨大的扭矩載荷，將渦輪功率傳遞給風扇，帶動大尺寸風扇轉動并產生推力，現航空渦扇發動機的風扇軸設計發展較快，傳統發動機風扇軸設計多為漸變型鼓筒形結構。

最新發展為收口型瓶形結構，如圖1所示，一種航空渦扇發動機風扇軸的鍛件，依次包括軸段100、圓臺段101和軸臺段102。軸段100和軸臺段102均呈圓柱狀，圓臺段101呈圓臺狀，其外徑較大的一端與軸段100的一端同軸固定連接。圓臺段101外徑較小的一端與軸臺段102的一端同軸固定連接。此類風扇軸類鍛件通常采用自由鍛的方式生產。

針對上述中的相關技術，發明人認為自由鍛中，鍛錘在鍛打坯料時需要人工多次調整坯料的位置，從而導致生產效率低的缺陷。

發明內容

為了提升鍛造效率，本申請提供一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法。

本申請提供的一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法采用如下的技術方案：

一種帶環類軸類鍛件一體化凈成型方法，主要包括以下步驟：S1：加工坯料，將棒料加工成擠壓坯料；S2：加熱坯料，將擠壓坯料加熱至初始擠壓溫度；S3：鍛壓，將加熱后的坯料轉移至下模中，上模和下模合模，坯料鍛壓成型為鍛件；下模包括多個半模，多個所述半模呈周向設置并且圍合成用于成型帶環類軸類鍛件的模腔，相鄰所述半模之間的分型面平行于軸類鍛件的軸線；S4：脫模，使半模分離，將鍛件移出下模并轉移。

通過采用上述技術方案，能通過模鍛的方式鍛造相關技術中風扇軸的鍛件。整個鍛壓的過程中，僅需將坯料放置于下模中，鍛壓完成之后再將半模分離便可以實現脫模，無需頻繁的調整坯料的位置，相較于自由鍛，提高了鍛造效率。坯料在模腔內受壓成型，鍛件整體變形充分均勻，金屬流線連續隨形，組織致密，表面質量好。模鍛能夠提高鍛件整體的流線完整性、應力均勻性和組織性能一致性。并且由模鍛成型的鍛件的尺寸精度更高，鍛件的加工余量更小，從而提升了原料利用率。

可選的，于S2中，初始擠壓溫度為1000～1180℃。

通過采用上述技術方案，將坯料的溫度超過再結晶溫度，降低鍛造過程中坯料形變產生的內應力，減少出現坯料開裂的情況。

可選的，于S3之前，加熱上模和下模至預熱溫度，預熱溫度為200～350℃。

通過采用上述技術方案，一方面，能夠保護模具，因為模具接觸加熱后的鍛件，會使模具的短時間內溫度變化較大，從而容易導致模具損壞。另一個方面保護鍛件，因為加熱后坯料和冷的模具接觸后，坯料表面的溫度會快速降低，導致坯料內外溫度差較大，可能導致坯料變形不均勻的問題。

可選的，于S3之前，在加熱后的坯料表面涂覆鍛造潤滑劑。

通過采用上述技術方案，降低坯料和模具之間的摩擦力，一方面，使得坯料形變更加均勻，另一方面，便于鍛件脫模。

可選的，所述下模包括開設有空腔的外模和放置于外模內的內模，所述內模開設有所述模腔，所述內模包括至少兩個所述半模，所述半模遠離模腔一側與外模的空腔內壁抵接；于S4中，將內模和鍛件一同從外模內頂出，然后將半模分離。