CN100424193C - Gh696合金叶片形变热处理成形工艺 - Google Patents
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Abstract
GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于对于动叶片，采用顶锻、预锻、终锻、校形、热处理的处理方法，对于静叶片，采用预锻、终锻、校形、热处理的处理方法；工艺参数选为：加热温度1000～1050℃用于顶锻、预锻、终锻，加热温度800℃～850℃用于校形，时效即热处理：800℃±10℃～850℃±10℃，保温4h～5h，炉冷至700℃±10℃，保温16h～17h，炉冷至450℃，出炉空冷，终锻保温时间不少于40min，其它按1min/mm。本发明的GH696合金叶片锻造成形工艺，可广泛应用于各种发动机叶片锻件的制造。本发明产品所达到的性能指标是σb≥1030MPa，σ0.2≥785MPa。
Description
技术领域
本发明涉及合金锻造技术领域，具体涉及GH696合金叶片形变热处理成形工艺。
背景技术
GH696合金是一种时效硬化型铁基高温合金，主要是通过时效过程中析出富钛的Ni3Ti(Al)型的γ′相来强化合金。该合金在700℃以下具有良好的综合性能、抗松弛性能和耐热腐蚀性能，被推荐制造涡轮盘、压气机盘、涡轮外环、连接件、压气机转子叶片、螺钉(紧固件)和弹簧件等。GH696合金由于含镍量较少而中、高温性能又与许多镍基高温合金相当，因此应用比较广泛。但由于是高温合金，变形抗力大，难成形，特别是叶片锻造成形。
传统的高温合金锻件锻造工艺都采用普通锻造加上普通的热处理工艺，即锻造后采用固溶、时效处理，产品性能不够理想，所达到的性能指标是：σb ≥980MPa，σ02≥685MPa。
发明内容
针对现有GH696合金叶片成形工艺的状况，本发明提供一种GH696合金叶片形变热处理成形工艺。GH696合金成分如下表所示。
表1GH696合金成分(重量％)
| 元素 | C | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | Fe | B | Mn | Si | P | S |
| 标准 | ≤0.10 | 10-12.5 | 21-25 | 1-1.6 | ≤0.80 | 2.6-3.2 | 基 | ≤0.020 | ≤0.60 | ≤0.60 | ≤0.02 | ≤0.01 |
本发明确定了形变热处理工艺，对于动叶片，采用顶锻、预锻、终锻(形变)、校形、热处理的处理方法，对于静叶片，采用预锻、终锻(形变)、校形、热处理的处理方法。
工艺参数选为：加热温度1000～1050℃用于顶锻、预锻、终锻(形变)，加热温度800℃～850℃用于校形，时效(热处理)：800℃±10℃～850℃±10℃，保温4h～5h，炉冷至700℃±10℃，保温16h～17h，炉冷至450℃，出炉空冷(终锻保温时间不少于40min，顶锻、预锻和校形按1min/mm)。
动叶片的处理工艺步骤如下：
(1)顶锻
设备：5MN-8MN卧锻机
加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行顶锻。顶锻冲头需预热≥100℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度不低于800℃。
顶锻步骤按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0可一次成形，否则需聚积后再成形。
(2)打磨：打磨顶锻夹出的筋、头部转接处折叠。
设备：砂轮机、抛光机
(3)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(4)预锻
设备：15MN-20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+水均匀搅拌而成，锻件表面的玻璃润滑剂涂层厚度在0.08～0.15mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体45～55％，M60粘结剂20～30％，水20～30％。
预锻过程：加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。顶锻到预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25～0.3MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(5)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(6)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(7)终锻(形变)
设备：15MN-20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：40min～60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40-60％。
(8)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度不低于700℃。
(9)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(10)校形
设备：15MN-20MN热模锻压力机
校形：加热温度800℃～850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度不低于750℃。
(11)时效(热处理)
设备：普通电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到800℃±10℃～850℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4h～5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h～17h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
静叶片的处理工艺步骤如下：
(1)预锻
设备：15MN-20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.08～0.15mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体45～55％，M60粘结剂20～30％，水20～30％。
预锻过程：加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25～0.3Mpa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(2)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(3)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(4)终锻(形变)
设备：15MN-20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：40min～60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40～60％。
(5)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度不低于700℃。
(6)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(7)校形
设备：15MN-20MN热模锻压力机
校形：加热温度800℃～850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度不低于750℃。
(8)时效(热处理)
设备：电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到800℃±10℃～850℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4h～5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h～17h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
返修处理工艺
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1000℃±10℃～1050℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：780℃±10℃～750℃±10℃，保温16h～17h，炉冷至650℃±10℃～670℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1000℃±10℃～1050℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致在5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到780℃±10℃～750℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温16h～17h后，把加热炉断电，随炉冷却到650℃±10℃～670℃±10℃，再把加热炉送电，在650℃±10℃～670℃±10℃温度下保温16h～17h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
本发明的GH696合金叶片锻造成形工艺，可广泛应用于各种发动机叶片锻件的制造。本发明产品所达到的性能指标是σb≥1030MPa，σ02≥785MPa，详细数据见表1，高倍组织见附图。
附图说明
附图为产品高倍组织图(100×)，其中：
图1为榫头5-4.5级高倍组织图(100×)；
图2为转接R 5-5.5级高倍组织图(100×)；
图3为叶身5-6级高倍组织图(100×)。
具体实施方式
实施例1
动叶片的处理工艺步骤如下：(下料尺寸：Φ25×149)
(1)顶锻
设备：5MN卧锻机
加热温度1000℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行顶锻。顶锻冲头预热至150℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度800℃。
顶锻工步按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0可一次成形，否则需聚积后再成形。
(2)打磨：打磨顶锻夹出的筋、头部转接处折叠。
设备：砂轮机、抛光机
(3)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(4)预锻
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.08mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体50％，M60粘结剂25％，水25％。
预锻过程：加热温度1000℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度800℃。顶锻到预锻榫头的变形量在30％，叶身的变形量在50％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(5)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(6)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(7)终锻(形变)
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1000℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：40min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40％。
(8)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度730℃。
(9)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(10)校形
设备：20MN热模锻压力机
校形：加热温度800℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度750℃。
(11)时效(热处理)
设备：普通电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到800℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1000℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：780℃±10℃，保温16h，炉冷至650℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1000℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致在5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到780℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温16h后，把加热炉断电，随炉冷却到650℃±10℃，再把加热炉送电，在650℃±10℃温度下保温16h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
实施例2
动叶片的处理工艺步骤如下：(下料尺寸：Φ25×149)
(1)顶锻
设备：5MN卧锻机
加热温度1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行顶锻。顶锻冲头预热至100℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度850℃。
顶锻工步按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0可一次成形，否则需聚积后再成形。
(2)打磨：打磨顶锻夹出的筋、头部转接处折叠。
设备：砂轮机、抛光机
(3)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(4)预锻
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.15mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体55％，M60粘结剂23％，水22％。
预锻过程：加热温度1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度850℃。顶锻到预锻榫头的变形量为40％，叶身的变形量为60％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压为0.3MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(5)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(6)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(7)终锻(形变)
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度850℃。由预锻到终锻榫头的变形量为20％左右，叶身变形量为60％。
(8)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度800℃。
(9)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(10)校形
设备：20MN热模锻压力机
校形：加热温度850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度780℃。
(11)时效(热处理)
设备：普通电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到850℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温17h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1050℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：750℃±10℃，保温17h，炉冷至670℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1050℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致为5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到750℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温17h后，把加热炉断电，随炉冷却到670℃±10℃，再把加热炉送电，在670℃±10℃温度下保温17h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
实施例3
动叶片的处理工艺步骤如下：(下料尺寸：Φ25×149)
(1)顶锻
设备：8MN卧锻机
加热温度1020℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行顶锻。顶锻冲头预热至200℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度830℃。
顶锻工步按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0可一次成形，否则需聚积后再成形。
(2)打磨：打磨顶锻夹出的筋、头部转接处折叠。
设备：砂轮机、抛光机
(3)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(4)预锻
设备：15MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.10mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体45％，M60粘结剂28％，水27％。
预锻过程：加热温度1020℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热230℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度830℃。顶锻到预锻榫头的变形量为35％，叶身的变形量为55％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.27MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(5)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(6)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(7)终锻(形变)
设备：15MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1020℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：50min，保温时间到可进行终锻。模具需预热240℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度830℃。由预锻到终锻榫头的变形量为20％左右，叶身变形量为50％。
(8)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度750℃。
(9)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(10)校形
设备：15MN热模锻压力机
校形：加热温度820℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热230℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度760℃。
(11)时效(热处理)
设备：普通电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到820℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4.5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16.5h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1020℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：760℃±10℃，保温16.5h，炉冷至660℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1020℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致为5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到760℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温16.5h后，把加热炉断电，随炉冷却到660℃±10℃，再把加热炉送电，在660℃±10℃温度下保温16.5h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
实施例4
静叶片的处理工艺步骤如下：(下料：Φ55×89)
(1)预锻
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.08mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体48％，M60粘结剂30％，水22％。
预锻过程：加热温度1000℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度850℃。预锻榫头的变形量30％，叶身的变形量50％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压0.25MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(2)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(3)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(4)终锻(形变)
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1000℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：40min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度850℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40％。
(5)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度780℃。
(6)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(7)校形
设备：20MN热模锻压力机
校形：加热温度800℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度750℃。
(8)时效(热处理)
设备：电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到800℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
返修处理工艺
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1000℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：780℃±10℃，保温16h，炉冷至650℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1000℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致在5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到780℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温16h后，把加热炉断电，随炉冷却到650℃±10℃，再把加热炉送电，在650℃±10℃温度下保温16h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
实施例5
静叶片的处理工艺步骤如下：(下料：Φ55×89)
(1)预锻
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度0.15mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体50％，M60粘结剂20％，水30％。
预锻过程：加热温度1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度800℃。预锻榫头的变形量40％，叶身的变形量60％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压0.3MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(2)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(3)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(4)终锻(形变)
设备：20MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为60％。
(5)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度730℃。
(6)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(7)校形
设备：20MN热模锻压力机
校形：加热温度850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度780℃。
(8)时效(热处理)
设备：电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到850℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温17h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
返修处理工艺
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1050℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：750℃±10℃，保温17h，炉冷至670℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1050℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致为5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到750℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温17h后，把加热炉断电，随炉冷却到670℃±10℃，再把加热炉送电，在670℃±10℃温度下保温17h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
实施例6
静叶片的处理工艺步骤如下：(下料：Φ55×89)
(1)预锻
设备：15MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。
玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度0.10mm。配比(重量百分比)为：FR35固体基体55％，M60粘结剂25％，水20％。
预锻过程：加热温度1020℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热230℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度830℃。预锻榫头的变形量35％，叶身的变形量55％。
水基石墨润滑剂配制方法：锻造石墨乳+纯净水，比例按1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.28MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
(2)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(3)打磨：打磨缺陷，并经吹砂处理。
设备：砂轮机、抛光机、吹砂机
(4)终锻(形变)
设备：15MN热模锻压力机
涂覆：锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。
终锻(形变)：加热温度1020℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间：50min，保温时间到可进行终锻。模具需预热230℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度830℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为50％。
(5)切边：
设备：冲床1.0MN-1.6MN。
锻后立即切边，切边温度800℃。
(6)吹砂：清理坯料表面。
设备：吹砂机
(7)校形
设备：15MN热模锻压力机
校形：加热温度830℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间：15min，保温时间到可进行校形。模具需预热240℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度760℃。
(8)时效(热处理)
设备：电炉
将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到830℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4.h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16.5h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
返修处理工艺
形变热处理后，一旦性能不合格可用普通热处理工艺进行返修，其返修工艺为：
固溶：1020℃±10℃，保温2.5h，油冷；时效：760℃±10℃，保温16.5h，炉冷至660℃±10℃，保温16h，空冷。
步骤如下：
设备：电炉
固溶：将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。把热处理炉送温到1020℃±10℃，仪表显示热处理电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温2.5h，在机油或煤油中冷却，冷却速率大致在5℃/S。固溶后的锻件侧立整齐地摆放到热处理盒内等待时效。
时效：将热处理炉送温到760℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后，将热处理盒放入炉内进行热处理，保温16.5h后，把加热炉断电，随炉冷却到660℃±10℃，再把加热炉送电，在660℃±10℃温度下保温16.5h后将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。
Claims (6)
1. GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于对于动叶片，采用顶锻、打磨、吹砂，预锻、吹砂、打磨、吹砂，终锻，切边，吹砂，校形，热处理和对不合格产品进行返修的处理方法；对于静叶片，采用预锻、吹砂、打磨、吹砂，终锻，切边，吹砂，校形，热处理和对不合格产品进行返修的处理方法；处理动叶片和静叶片的工艺参数选为：加热温度1000～1050℃用于顶锻、预锻、终锻，加热温度800℃～850℃用于校形；热处理即时效：800℃～850℃，保温4h～5h，炉冷至700℃±10℃，保温16h～17h，炉冷至450℃，出炉空冷；终锻保温时间40min～60min，顶锻、预锻和校形的保温时间按1min/mm。
2. 按照权利要求1所述的GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于动叶片的处理工艺步骤如下：
(1)顶锻
采用5MN-8MN卧锻机，加热温度1000℃～1050℃，加热电炉到温后，将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，顶锻冲头预热≥100℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度不低于800℃；然后打磨，吹砂；
(2)预锻
采用15MN-20MN热模锻压力机，首先在顶锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂；
预锻过程：加热温度1000℃～1050℃，加热电炉到温后，将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃，顶锻到预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％；然后吹砂，打磨，吹砂；
(3)终锻
采用15MN-20MN热模锻压力机，预锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，加热温度1000℃～1050℃，加热电炉到温后，将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间40min～60min，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃，由预锻到终锻榫头的变形量在20％，叶身变形量为40～60％；
(4)切边：锻后立即切边，切边温度不低于700℃；然后吹砂；
(5)校形
采用15MN～20MN热模锻压力机，加热温度800℃～850℃，加热电炉到温后，将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间15min，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂或水基石墨润滑剂，停锻温度不低于750℃；
(6)热处理
采用普通电炉，将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动，先把热处理电炉送温到800℃～850℃，将热处理盒放入电炉内进行热处理，保温4h～5h后，把电炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把电炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h～17h，再把电炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从电炉内拿出，在空气中冷却到室温；
(7)对不合格产品进行返修。
3. 按照权利要求1所述的GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于静叶片的处理工艺步骤如下：
(1)预锻采用15MN-20MN热模锻压力机，坯料表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，加热温度1000℃～1050℃，加热电炉到温后，将坯料整齐放入炉内加热，保温时间：1min/mm，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃，预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％；然后做吹砂、打磨、吹砂处理；
(2)终锻
采用15MN-20MN热模锻压力机，预锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，加热温度1000℃～1050℃，加热电炉到温后，将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间40min～60min，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃，由预锻到终锻榫头的变形量在20％，叶身变形量为40～60％；
(3)切边，锻后立即切边，切边温度不低于700℃；然后吹砂；
(4)校形
采用15MN-20MN热模锻压力机，加热温度800℃～850℃，加热电炉到温后，将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间15min，模具预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂或水基石墨润滑剂，停锻温度不低于750℃；
(5)热处理
采用普通电炉，将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动，先把热处理电炉送温到800℃～850℃，电炉到温后，将热处理盒放入电炉内进行热处理，保温4h～5h后，把电炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把电炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h～17h，再把电炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从电炉内拿出，在空气中冷却到室温；
(6)对不合格产品进行返修。
4. 按照权利要求2或3所述的GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于玻璃润滑剂配制方法：FR35固体基体+北京玻璃研究所生产的M60粘结剂+少量水，均匀搅拌而成，锻件表面的玻璃润滑剂涂层厚度在0.08～0.15mm，配比按重量百分比为：FR35固体基体45～55％，M60粘结剂20～30％，水20～30％。
5. 按照权利要求2或3所述的GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于水基石墨润滑剂配制方法为：锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25～0.3MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。
6. 按照权利要求2所述的GH696合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于处理动叶片顶锻步骤按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0一次成形，否则聚积后再成形。
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