CN103264138B - 一种微型tc11钛合金叶片精锻方法 - Google Patents

一种微型tc11钛合金叶片精锻方法 Download PDF

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本发明属于钛合金锻造技术，涉及对TC11钛合金微型精锻叶片精锻方法的改进。其特征在于：精锻的步骤如下：加热锻坯和精锻模具；精锻；冷却；热处理。本发明减小了叶身型面弯曲、扭转变形，提高了产品合格率，降低了制造成本。

Description

一种微型TC11钛合金叶片精锻方法
技术领域
本发明属于钛合金锻造技术，涉及对TC11钛合金微型精锻叶片精锻方法的改进。
背景技术
一种TC11钛合金微型精锻叶片，其特点是尺寸小，叶身长度一般在8～50mm左右，叶身型面薄，进、排气边缘最小厚度只有0.08mm左右。目前的精锻方法为：第一步、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到940℃，采用高温转炉循环加热，保温5min～20min；精锻模具使用温度为150℃～200℃；第二步、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于8秒，抽检需控制厚度分散，形状横向轮廓度和纵向波纹度；第三步、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用散开空冷或堆冷；第四步、热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至650℃～700℃，保温10min～20min，再升温至940℃～960℃，保温60min～90min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。上述精锻方法的缺点是：叶身型面弯曲、扭转变形较大，导致叶片尺寸超差，产品废品率高，增加了生产制造成本。原因是，模具和坯料温度较低，锻件的内应力大，锻后堆冷和散开空冷散热不一致，微型精锻叶片温差加大引起变形。
发明内容
本发明的目的是：提供一种改进的TC11钛合金微型精锻叶片精锻方法，以减少叶片叶身型面的弯曲、扭转变形，提高产品的合格率，降低生产制造成本。
本发明的技术方案是：一种微型TC11钛合金叶片精锻方法，微型TC11钛合金叶片的叶身长度不大于50mm，其特征在于：精锻的步骤如下：
1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下50℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.2min～0.4min向炉中装入一件，装满40件～50件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温5min～18min；精锻模具使用温度为200℃～250℃；
2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于6秒～7秒秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂与料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
4、热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至650℃～700℃，保温10min～20min，再升温至940℃～960℃，保温60min～90min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。
本发明的优点是：提供了一种改进的TC11钛合金微型精锻叶片精锻方法，大幅度减少了叶片叶身型面的弯曲、扭转变形，提高了产品的合格率，降低了生产制造成本。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。一种微型TC11钛合金叶片精锻方法，微型TC11钛合金叶片的叶身长度不大于50mm，其特征在于：精锻的步骤如下：
1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下50℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.2min～0.4min向炉中装入一件，装满40件～50件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温5min～18min；精锻模具使用温度为200℃～250℃；
2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于6秒～7秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂与料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
4、热处理：热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至650℃～700℃，保温10min～20min，再升温至940℃～960℃，保温60min～90min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。
实施例1，处理某型TC11钛合金导弹风扇一级转子叶片，此叶身长度35.8mm，叶身型面排气边缘最小厚度只有0.056mm，本批次的相变点为990℃。
1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下940℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.2min向炉中装入一件，装满42件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温6min～18min；精锻模具使用温度为210℃；
2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于7秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂与料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
4、热处理：热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至650℃，保温18min，再升温至940℃，保温80min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。
实施例2，处理某型TC11钛合金导弹风扇二级转子叶片，此叶身长度32.3mm，叶身型面排气边缘最小厚度只有0.066mm，本批次的相变点为995℃。
1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下945℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.25min向炉中装入一件，装满45件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温5min～16min；精锻模具使用温度为215℃；
2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于6.5秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂与料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
4、热处理：热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至660℃，保温16min，再升温至945℃，保温75min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。
实施例3，处理某型TC11钛合金导弹风扇一级静子叶片，此叶身长度28.0mm，叶身型面排气边缘最小厚度只有0.086mm，本批次的相变点为1000℃。
1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下950℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.30min向炉中装入一件，装满48件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温8min～18min；精锻模具使用温度为220℃；
2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于6.8秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂与料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
4、热处理：热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至665℃，保温15min，再升温至950℃，保温70min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。

Claims (1)

1.一种微型TC11钛合金叶片精锻方法，微型TC11钛合金叶片的叶身长度不大于50mm，其特征在于：精锻的步骤如下：
1.1、加热锻坯和精锻模具：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入加热炉中加热到相变点以下50℃，采用高温转炉循环加热，每隔0.2min～0.4min向炉中装入一件，装满40件～50件开始锻第一件，每锻完一件后重新向炉中装入一件，如此重复进行人工控制转炉转动，保温5min～18min；精锻模具使用温度为200℃～250℃；
1.2、精锻：将微型TC11钛合金叶片的锻坯放入精锻模具中进行精锻，锻造过程使用润滑剂润滑模具，严格控制操作时间，从出炉到锻完的时间间隔不大于6秒～7秒，抽检需控制厚度分散、表面质量、形状横向轮廓度和纵向波纹度；
1.3、冷却：将精锻后的微型TC11钛合金叶片采用料架悬挂空冷，具体方法是：带榫头微型精锻叶片是将榫头悬挂于料架内，要求垂直插入料架内；无榫头叶片将微型精锻叶片锻件的进气边边缘向下、叶盆朝同一方向，竖直整齐紧凑地侧向摆放在料架内，分数行摆放，所摆放的叶片的两端由料架支撑；
1.4、热处理：在真空炉内对精锻后的微型TC11钛合金叶片进行热处理，由室温升温至650℃～700℃，保温10min～20min，再升温至940℃～960℃，保温60min～90min,然后向炉内通入氩气随炉冷却至室温。
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