CN103282140A - 模锻方法及锻件的制造方法 - Google Patents
模锻方法及锻件的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103282140A CN103282140A CN2011800635748A CN201180063574A CN103282140A CN 103282140 A CN103282140 A CN 103282140A CN 2011800635748 A CN2011800635748 A CN 2011800635748A CN 201180063574 A CN201180063574 A CN 201180063574A CN 103282140 A CN103282140 A CN 103282140A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forging
- die
- forged
- structural component
- heat preservation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
- B21J5/025—Closed die forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/02—Preliminary treatment of metal stock without particular shaping, e.g. salvaging segregated zones, forging or pressing in the rough
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
- B21K1/32—Making machine elements wheels; discs discs, e.g. disc wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J3/00—Lubricating during forging or pressing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明提供一种模锻方法以及采用该模锻方法制造锻件的锻件的制造方法,该模锻方法能够抑制在锻造过程中被锻造构件的温度降低,并且容易确认锻造过程中的被锻造构件的温度,而且,能够使被锻造构件充满模具的模腔端部。一种模锻方法,其中,将加热了的被锻造构件载置于下模,并利用往复移动的上模对该被锻造构件进行锤锻,其中,将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来,之后,将被锻造构件与金属制保温构件一起进行锻造。优选被锻造构件为超耐热合金,金属制保温构件为不锈钢。而且,优选将被锻造构件锻造成盘形状。此外,一种锻件的制造方法,其中,对由上述模锻方法获得的锻坯进行加热至再结晶温度以上的热处理。
Description
技术领域
本发明涉及各种合金、钢这样的金属材料的模锻方法,特别是涉及用在涡轮盘、刮板等飞行设备零件、发电机用零件中的超耐热合金材料的模锻方法。而且,涉及利用该模锻方法制造锻件的锻件的制造方法。
背景技术
模锻是如下方法:通过将被加热至锻造温度的被锻造构件锻造成接近最终产品的形状,因此能够利用通过锻造而使结晶颗粒细微化等来使机械特性得到改善,并能够减少之后进行的机械加工的作业量。因而,模锻在以近终形制造被要求高温强度的构造零件方面是一种很有效的方法,其多用于制造例如像飞行设备的涡轮盘那样的、由超耐热合金材料形成的零件。但是,在锻造过程中,当被锻造构件的温度降低时,局部的伸长率降低,会在锻造后的坯料表面产生裂纹。而且,该表面裂纹的产生特别是在对作为难加工材料的超耐热合金进行锻造时成为问题。
作为解决上述问题的方法,提出有对锻造过程中的模具加热的恒温锻造法、逐次将被锻造构件加热的方法(专利文献1)。但是,在专利文献1的方法中,由于设备、控制较为复杂,因此若采用仅取决于上述设备、控制的方法,则在成本方面及效率方面会有所不利。
因此,提出了一种覆盖锻造法:在利用其它保温构件将加热了的被锻造构件覆盖的状态下将保温部件和被锻造构件一起进行锻造(专利文献2)。此外,在锻造过程中的被锻造构件始终与下模相接触的模锻中,特别是存在自被锻造构件的下表面丧失热量的问题,因此在自由锻造领域中,提出了这样方法:在被锻造构件与下铁砧之间插入由不锈钢构成的模锻用毛坯盘(日文:ダミーディスク)作为保温构件(专利文献3)。根据上述方法,能够以较低的成本且较高的效率防止被锻造构件的温度降低。而且,在专利文献1的现有技术段落中记述有以下内容:事先利用陶瓷纤维等绝热材料、或者不锈钢材等罐装(日文:キャンニング)材料将整个加热后的坯料覆盖,并对被覆盖之后的坯料进行锻造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平06-122036号公报
专利文献2:日本特开平05-177289号公报
专利文献3:日本特开2000-051987号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述覆盖锻造法是对模锻来说对被锻造构件进行保温的方面比较有效的方法。但是,若采用专利文献2的方法,将整个被锻造构件覆盖起来时,无法从外部确认处于锻造过程中的被锻造构件的表皮状态。因而,难以适当地把握被锻造构件的温度,在锻造温度的最佳管理方面存在问题。并且,在专利文献2中,由于将玻璃纤维片、陶瓷纤维片用作保温构件,因此在锻造过程中,这些玻璃纤维片、陶瓷纤维片会飞溅,而且在锻造之后会附着于产品、模具的表面,因而在操作性上存在改善的余地。
此外,在仅在被锻造构件的下表面插入不锈钢制的保温构件的、专利文献3的方法的情况下,需要重新确认在锻造过程中的从被锻造构件的下表面到侧表面的部分的保温状态。专利文献3的保温构件在锻造过程中作为不变形的下铁砧发挥作用,能够可靠地支承被锻造构件的下部,因此该保温构件无法应用于模锻。对于制造改善了机械特性的近终形成形品的模锻领域来说,实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形较为重要。
本发明的目的在于提供一种模锻方法,该模锻方法能够抑制被锻造构件的温度在锻造过程中降低,并且容易确认锻造过程中的被锻造构件的温度,而且,能够使被锻造构件充满模具的模腔端部。而且,本发明提供一种利用该模锻方法、制造具有结晶颗粒较细微的组织的锻件的锻件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人重新确认了模锻所采用的以往的覆盖锻造法。结果发现,在对被锻造构件进行保温这方面,通过用保温构件将该被锻造构件的特定的表面部位覆盖起来,就能够实现锻造所需的充分的保温程度,而无需将被锻造构件的所有表面覆盖。而且,与被锻造构件一起变形的保温构件为即使在强烈的锤锻过程中也不会自被锻造构件的表面飞溅地、能够保护该表面的金属制构件。另一方面,为了实现模锻所需的、能够充满模具的模腔端部的塑性变形,用于极大地限制被锻造构件变形的金属制的保温构件的配置位置进而材质都较为重要。将以上内容总结起来进行了仔细研究,从而发现了本发明的模锻方法、以及利用该模锻方法制造锻件的锻件的制造方法,本发明的模锻方法能够实现在模锻过程中的上述保温和温度管理,而且能够实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形。
即,本发明是一种模锻方法,其中,将加热了的被锻造构件载置于下模,并利用往复移动的上模对该被锻造构件进行锤锻,其特征在于,将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来,之后,将被锻造构件与金属制保温构件一起进行锻造。优选的是,该模锻方法的特征在于,将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用金属制保温构件覆盖起来。优选的是,本发明的被锻造构件为超耐热合金,金属制保温构件为不锈钢。或者,进一步优选的是,将被锻造构件锻造为盘形状。
并且,本发明是一种锻件的制造方法,其特征在于,对由上述技术方案中的任一技术方案所述的模锻方法获得的锻坯进行加热至再结晶温度以上的热处理。而且,具体地讲,该锻件的制造方法的特征在于,被锻造构件为超耐热合金,上述热处理为固溶化热处理。
发明的效果
根据本发明,即使是在对像超耐热合金材料那样的难加工材料进行模锻的情况下,也能够抑制因在锻造过程中温度降低而产生的表面裂纹,并且也容易进行温度管理。而且,能够实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形。并且,由于在锻造之后进行热处理后的锻件的组织的结晶颗粒较细微,因此锻造之后产品的机械特性也较优异。因而,对于应用于制造以涡轮盘、刮板等飞行设备零件为代表的高强度零件的近终形来说,本发明的模锻方法成为一种不可或缺的技术。
附图说明
图1是说明制造盘形状的锻坯的模锻工序的剖视图,是表示本发明的模锻方法的一例的图。
图2是说明制造盘形状的锻坯的模锻工序的剖视图,是表示本发明的模锻方法的一例的图。
图3是通过图1、图2的方式所获得的盘形状的锻坯的剖视图,是表示在实施例1~实施例3中所观察的组织的位置的图。
图4是在实施例1中制造的锻件的组织照片,是表示本发明的效果的一例的图。
图5是在实施例2中制造的锻坯的组织照片,是表示本发明的效果的一例的图。
图6是在实施例3中制造的锻坯的组织照片,是表示本发明的效果的一例的图。
具体实施方式
本发明的特征在于,利用能够在锻造过程中实现保温的覆盖锻造法,能够适当地省略该保温构件的一部分,从而能够同时实现上述保温和根据被锻造构件的暴露出来的部分进行温度管理。而且,优选的是,通过调整保温构件在被锻造构件的整个表面的配置位置(即上述省略保温构件的部位),能够实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形。而且,对由上述覆盖锻造法获得的锻坯进行了之后实施的、用于付与机械特性的通常的热处理后,该锻坯具有结晶颗粒较细微的组织,从而能够成为机械特性优异的锻件。以下,根据用于制造盘形状的锻坯的、图1、图2所示的本发明的模锻方法的一例,对本发明的技术特征进行说明。
(1)一种模锻方法,其中,将加热了的被锻造构件载置于下模,并利用往复移动的上模对该被锻造构件进行锤锻。
在锻造过程中的被锻造构件始终与下模相接触的模锻中,产生在被锻造构件的与下模相接触的区域、即被锻造构件的下部温度降低的情况,存在有在该部位产生局部性的裂纹的问题。此外,在对像JIS-SUH660等耐热不锈钢、后述的超耐热合金那样的难加工材料进行近终形成形时发挥效果的模锻中,实现在锻造过程中的温度管理并且实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形显得尤为重要。因此,用于解决这些问题的本发明的技术领域限定为通过用锤击来进行的模锻。
(2)将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来。
在抑制在被锻造构件的下表面产生的裂纹方面,通过抑制自被锻造构件的、在锻造过程中与下模相接触的部位丧失热量的做法非常有效。因而,在本发明中,在开始模锻之前,预先利用针对下模具有绝热作用的保温构件将该被锻造构件的与下模相接触的部位覆盖起来。该与下模相接触的部位包含虽然在锻造开始时未与下模相接触、但在锻造过程中与下模相接触的部位。图1、图2表示将圆柱形状的被锻造构件模锻成盘形状。而且,在该情况下,与在锻造过程中与下模1相接触的部位相对应地,用保温构件4将锻造前的被锻造构件3的整个下表面以及至少侧表面的下部的部位覆盖起来。而且,保温构件4是这样的材质的金属制构件:能够追随锻造过程中的被锻造构件的形状而塑性变形,另一方面,在锻造过程中不易被剥离、或者被磨耗掉。
在此,在锻造过程中自被锻造构件丧失热量的现象在除了上述的与下模相接触的部位以外的部位也经常发生。因而,如果想防止在锻造过程中丧失热量,根据以往的方法用保温构件将锻造前的被锻造构件的所有表面覆盖起来即可。但是,当用保温构件将所有表面覆盖起来时,无法直接确认锻造过程中的被锻造构件的表面,从而难以进行适当的温度管理。此外,若在锻造之前,从将被锻造构件加热至锻造温度的工序开始就已经将被锻造构件的所有表面覆盖起来,则无法直接测量表面温度。在例如以加热时间管理被锻造构件的加热温度时,需要通过预备实验事先把握该被锻造构件在每个锻造条件下不同的加热时间的作业。因此,在本发明的模锻方法中,通过使被锻造构件的一部分暴露,能够确认该被锻造构件的在锻造前的加热工序中、以及在锻造过程中的表面状况,容易地进行温度管理。而且,此时的暴露部位可以是被锻造构件的在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分。在图1、图2的情况下,与在锻造过程中与上模2相接触的部位的至少一部分相对应地不用保温构件4覆盖锻造前的被锻造构件3的至少上表面部分而使其暴露。在测量锻造过程中的被锻造构件的温度方面,较容易的做法是:例如使用高速且能够以非接触方式进行温度测量的放射温度计。在该情况下,上述暴露部位的范围只要是能够以目视进行确认的程度的面积即可。
锻造温度的管理应以被锻造构件的与上模相接触的部位的温度来进行。而且,该部位在整个锻造过程中与上模相接触的时间较短,其中,与上模相接触的时间与丧失热量相关,且在除此以外的时间段里只与绝热特性较高的大气相接触,因此即使暴露该部位,自该部位丧失的热量也较少,产生明显裂纹的可能性较低。因而,不用保温构件覆盖锻造前的被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分而使其暴露。而且,通过能够使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分暴露,能够在制作上模时,在冲模面的局部或者全部位置省略与保温构件的厚度相对应的量,能够设计出更接近最终产品形状的近终形的模腔。但是,若使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位的整个部分暴露,则还是会不小地促进热量丧失,因此优选的是,使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位以能够确认温度的所需最低限度暴露。温度管理能够在上模离开被锻造构件时进行确认。
(3)根据上述(2)的内容,优选的是,将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来。
在实施了上述(2)的内容的基础上,在本发明中,也可以使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位全部暴露。但是,为了将该部位的暴露范围抑制为所需最低限度,优选的是,使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的该部位的中心部暴露,并事先用保温构件将除了该中心部以外的剩余部位覆盖起来。通过使被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部暴露,能够进行锻造温度的管理。在图1、图2的情况下,被锻造构件的、在锻造过程中与上模相接触的部位中的、除了上述中心部以外的部位与在锻造开始前未与上模2相接触的、被锻造构件3的侧表面的上部相当。而且,在该侧表面的上部未被保温构件4覆盖的图1中,该上部的可塑性与另一方面被保温构件4覆盖着的该下部的可塑性有很大不同。若该可塑性的差异明显,则在锻造开始时,会在该侧表面的上部与下部之间的交界处发生在被锻造构件的上部和下部不均匀的材料流动(日文:肉流れ)。
因此,在本发明中,优选的是,将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来。图2的被锻造构件3的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部之外的表面用保温构件4覆盖起来。由此,覆盖在被锻造构件3的整个侧表面上的保温构件4在锻造结束之后也能够跨在上模与下模之间覆盖锻坯的表面,从而能够实现使坯料充满模具模腔。另外,在图1、图2的由下模1和上模2形成的模具的模腔外部设有供溢料部5形成的空间,溢料部5能够使被锻造构件3充满该模腔内。在锻造过程中,主要是覆盖被锻造构件3的保温构件4进入该空间。然后,在保温构件4进入了之后,上模与下模之间的间隙被封闭,从而不存在被锻造构件溢出到模腔外部的空间的情况,能够更完美地实现上述充满。优选的是,空间的高度(即间隙的宽度)为5mm以下。更优选的是4mm以下。
(4)将被锻造构件与金属制保温构件一起进行锻造。
模锻时,必须使被锻造构件充满模具模腔。因此,若对处于锻造过程中的金属制保温构件的变动(日文:挙動)与被锻造构件的变动分别处理,则在设计模具和操作性方面变差,效率也变差。因此,在本发明的模锻方法中,将被锻造构件与金属制保温构件一起进行锻造。另外,在锻造过程中保温构件未被较早且容易地剥离,优选的是能够通过模具设计等实现至锻造结束为止也未被剥离的模锻。而且,除了考虑到防止上述被剥离之外,还考虑到能够维持对被锻造构件充分的保温效果的方面,因此,优选的是,保温构件的厚度为2mm以上。但是,在厚度过厚时,利用模锻实现的近终形成形的效果较低,而且在锻造之前的加热工序也要花费时间,因此,优选的是,该厚度为10mm以下。
(5)优选的是,被锻造构件为超耐热合金,金属制保温构件为不锈钢。
本发明的模锻方法在以近终形制造被要求高温强度的构造零件是一种很有效的方法,优选的是,制造例如由超耐热合金材料构成的零件。因此,针对将超耐热合金做成被锻造构件的情况,用于覆盖该被锻造构件的保温构件优选的是不锈钢。超耐热合金除了指铁基、镍基、钴基的超耐热合金之外,还指钛合金等通常公知的高温强度合金、以及上述合金的改良合金等。不锈钢是指通过添加了大致10质量%以上的铬而提高耐腐蚀性的、基于JIS标准的SUS钢、该SUS钢的改良钢。
高温环境下的不锈钢的变形阻力比超耐热合金的变形阻力低。因而,在锻造过程中,变形阻力较低的不锈钢制的保温构件不会限制由超耐热合金构成的被锻造构件的变形,因此能够无障碍地将被锻造构件锻造成所需的近终形形状。此外,不锈钢的热膨胀系数比超耐热合金的热膨胀系数大,因此在锻造过程中,会在被锻造构件与保温构件之间产生适当的间隙,该间隙作为空气层而提高了保温特性。在不锈钢中,奥氏体类不锈钢的耐高温氧化性优异并难以生成氧化皮,因此,更优选的是奥氏体类不锈钢。
(6)优选的是,将被锻造构件锻造成盘形状。
本发明的模锻方法在以近终形制造被要求高温强度的构造零件是一种很有效的方法,优选的是,制造例如飞行设备、发电机的涡轮盘等。因此,为了制造上述涡轮盘等,优选的是,获得成为其基础材料的、盘形状的近终形锻坯。如图1、图2所示,该盘形状的锻坯通常以其在厚度方向上的中央位置为界限,利用上模2和下模1锻造成形。而且,在锻造过程中,由于较大的面积与下模1相接触,因此能够显著发挥本发明的抑制热量丧失的效果。
(7)一种锻件的制造方法,其中,对由上述模锻方法获得的锻坯进行加热至再结晶温度以上的热处理。
进行模锻后的锻坯通过在锻造过程中被再结晶,从而与铸造坯相比,呈结晶颗粒较细微的组织。而且,在再结晶之后,通常对锻坯实施用于付与最终产品所需的机械特性的热处理。具体地讲,该热处理为淬火、固溶化热处理,并通过将淬火、固溶化热处理与回火、时效热处理组合起来实施,能够将锻坯整理成最佳的细微组织。此外,在上述一连串的热处理工序之前和之后都能够实施机械加工,从而能够将锻坯整理成最终产品的形状。
在利用本发明获得的锻坯的情况下,对未被保温构件覆盖的部位来说,其在锻造过程中温度大幅度地降低,且其未进行充分的再结晶,其结晶颗粒可能会稍粗。但是,若再次将锻坯加热至再结晶温度以上,促进其再结晶,能够使其结晶颗粒细微化。而且,通过对被锻造构件的、在锻造过程中与下模相接触的部位进行保温,不会在锻造过程中的各部位之间产生较大的温度差异(梯度),因此能够使上述加热后的结晶颗粒度在整个锻坯范围内大致均匀,能够实现优异的机械特性。这样的热处理能够兼用于通常实施于锻造后的锻坯的、上述热处理。例如,如果被锻造构件为奥氏体类金属材料、上述的超耐热合金,则对其进行固溶化热处理,如果被锻造构件为马氏体类金属材料,则对其进行淬火。而且,通过在该热处理之后进一步进行时效热处理或者回火处理,能够将锻坯整理成最佳的产品组织。另外,在上述一连串的热处理工序之前和之后实施机械加工的优越性如上所述。
实施例1
通过模锻制作了盘形状的锻坯。首先准备了直径150mm、高度162mm的圆柱形状的超耐热合金(以质量%计、0.05%的C、19.5%的Cr、4.25%的Mo、13.5%的Co、1.3%的Al、3.0%的Ti、剩余成分为Ni)作为被锻造构件。然后,将SUS304不锈钢用作用于覆盖该被锻造构件的保温构件。保温构件为在内径稍大于150mm的、长度162mm~81mm、厚度5mm的管的底部焊接厚度5mm的圆盘而成的两种杯形状。
接着,将上述被锻造构件分别纳入各个杯形状的金属制保温构件中(本发明例1)。然后,在该覆盖状态下装入加热炉,并升温至锻造温度即1050℃。在升温之后,利用放射温度计测量被锻造构件的未被保温构件覆盖的上表面的温度,并确认被锻造构件是否已达到锻造温度。然后,在能够确认已达到锻造温度的时刻开始对其进行一定时间的保温,之后,将被锻造构件从加热炉中取出。
将取出后的被锻造构件载置在设置于12.5吨的气锤的下模上。然后,根据图1、图2的方式实施利用往复移动的上模进行锤锻的模锻动作,制作了盘形状的锻坯(供溢料部5形成的空间的高度为3mm)。此时,为了使被锻造构件的中心与模具模腔的中心对准(centering),在第一次击打时,使锤以轻轻压制的程度落下,在图2的方式中,在第一次击打之后的被锻造构件的上部呈自保温构件的杯体上缘稍微露出的状态。在第二次击打之后,随着压下被锻造构件的进行,被锻造构件的腹部突出而变形成鼓形状,保温构件也随着被锻造构件的形状而变形。在上模所敲打的范围内的、未被保温构件覆盖的部位上进行锻造过程中的被锻造构件的温度确认。然后,在锻造结束时,比被锻造构件软的保温构件不会剥落,保温构件的一部分成为溢料部而伸出到模腔外部,使得被锻造构件充满上模与下模之间的模腔内。然后,将保温构件去除,能够制成近终形的盘形状的锻坯。
另一方面,也准备未被保温构件覆盖的状态的被锻造构件(比较例1)。然后,以与上述同样的方式对其进行加热,并根据图1、图2的方式实施了锻造。在上模所敲打的部位上进行锻造过程中的被锻造构件的温度确认。在锻造结束时,被锻造构件的极少的一部分成为溢料部而伸出到模腔外部,被锻造构件充满上模与下模之间的模腔内。通过以上过程,制作了近终形的盘形状的锻坯。
对根据图1、图2的方式制作了的上述锻坯实施着色浸透探伤检查来确认是否产生表面裂纹。结果发现,在本发明例1中,被保温构件覆盖了的部位、也包含在锻造过程中与下模相接触了的部位并未发现表面裂纹。而且,在未被保温构件覆盖的部位、即在锻造过程中与上模相接触的部位的一部分上也未发现表面裂纹,能够实现良好的表皮状况。另一方面,在未使用保温构件的比较例1中,在锻造过程中与下模相接触的部位产生了表面裂纹。
而且,对上述锻坯实施了固溶化热处理,并对该热处理后的组织中的结晶颗粒的大小进行了评价,该固溶化热处理是指将上述锻坯加热至约1025℃并保存四个小时,之后进行油淬火。观察组织的部位为图3所示的盘形状的纵截面中的部位A、B、C这三处,部位A、B、C均位于从表面朝向中央的一半的位置处。结晶颗粒的大小是根据ASTM E112所定的结晶颗粒度编号来判定的(编号越大,结晶颗粒越细微)。表1及图4表示该结果。
表1
从表1及图4可知,本发明例1的锻件的、被固溶化热处理后的所有部位的结晶颗粒度细微且均匀。相对于此,未使用保温构件的比较例1的锻件的一部分的结晶颗粒比本发明例的结晶颗粒大,而且,因在锻造过程中在被锻造构件产生的较大的温度梯度而导致锻件的中心部至外周部的范围内结晶颗粒度不均匀。
实施例2
将超耐热合金(以质量%计、0.03%的C、19%的Cr、53%的Ni、3%的Mo、0.5%的Al、0.8%的Ti、剩余成分为Fe)做成被锻造构件,将锻造温度设为980℃,除此之外,利用实施例1的锻造条件制作了本发明例2(有覆盖)的盘形状的锻坯。结果发现,本发明例2的锻坯用于使锻造过程中的被锻造构件温度维持得较高且均匀,因此能够抑制局部的可塑性降低,使被锻造构件充分地充满上模与下模之间的模腔内。而且,在本发明例2的锻坯上未确认到表面裂纹。
此外,对本发明例2的热处理前的状态下的、组织中的结晶颗粒的大小进行了评价。评价项目与实施例1相同。表2及图5表示结果。本发明例2的锻坯的所有部位的结晶颗粒度较细微,且其均匀性也良好。
表2
实施例3
将钛合金(以质量%计、6%的Al、4%的V、剩余成分为Ti)制作被锻造构件,将锻造温度设定为950℃,除此之外,利用实施例1的锻造条件制作了本发明例3(有覆盖)的盘形状的锻坯。结果发现,本发明例3的锻坯的被锻造构件充分地充满上模与下模之间的模腔内。而且,在本发明例3的锻坯上未确认到表面裂纹。
此外,对本发明例3的热处理前的状态下的、组织中的结晶颗粒的大小进行了评价。观察组织的部位与实施例1同样地为图3所示的部位A、B、C这三处。图6表示结果。本发明例3的锻坯在所有部位具有结晶颗粒度编号为10左右的细微的结晶颗粒,其均匀性也良好。
产业上的可利用性
本发明除了优选的是应用于获得盘形状的近终形锻坯,还能够应用于制造在上下及/或者左右方向上呈非对称形状的模锻坯料。而且,能够应用于制造通过对上述坯料进行热处理及机械加工而成的锻造产品。
附图标记说明
1 下模;2 上模;3 被锻造构件;4 保温构件;5 溢料部。
Claims (6)
1.一种模锻方法,其中,将加热了的被锻造构件载置于下模,并利用往复移动的上模对该被锻造构件进行锤锻,其特征在于,
将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的至少一部分之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来,之后,将被锻造构件与金属制保温构件一起进行锻造。
2.根据权利要求1所述的模锻方法,其特征在于,
将锻造前的被锻造构件的、除了在锻造过程中与上模相接触的部位的中心部之外的部位用金属制保温构件覆盖起来,其中,将该锻造前的被锻造构件的、所有在锻造过程中与下模相接触的部位用该金属制保温构件覆盖起来。
3.根据权利要求1或2所述的模锻方法,其特征在于,
被锻造构件为超耐热合金,金属制保温构件为不锈钢。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的模锻方法,其特征在于,
将被锻造构件锻造成盘形状。
5.一种锻件的制造方法,其特征在于,
对由权利要求1~4中任一项所述的模锻方法获得的锻坯进行加热至再结晶温度以上的热处理。
6.根据权利要求5所述的锻件的制造方法,其特征在于,
被锻造构件为超耐热合金,上述热处理为固溶化热处理。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010-292505 | 2010-12-28 | ||
JP2010292505 | 2010-12-28 | ||
PCT/JP2011/079988 WO2012090892A1 (ja) | 2010-12-28 | 2011-12-26 | 型打鍛造方法および鍛造品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103282140A true CN103282140A (zh) | 2013-09-04 |
CN103282140B CN103282140B (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=46382996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180063574.8A Active CN103282140B (zh) | 2010-12-28 | 2011-12-26 | 模锻方法及锻件的制造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9610630B2 (zh) |
EP (1) | EP2659993B1 (zh) |
JP (1) | JP5532148B2 (zh) |
KR (1) | KR101479437B1 (zh) |
CN (1) | CN103282140B (zh) |
ES (1) | ES2734565T3 (zh) |
TW (1) | TWI483793B (zh) |
WO (1) | WO2012090892A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104707931A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-06-17 | 西安三角航空科技有限责任公司 | 一种大型高温合金盘类模锻件的制造方法 |
CN105750465A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种降低高温合金材料锻造开裂倾向的方法 |
CN107008882A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 大同特殊钢株式会社 | 合金锭的制造方法 |
CN107234200A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-10 | 安徽众鑫科技股份有限公司 | 一种单轨产品用合金模锻方法 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9267184B2 (en) | 2010-02-05 | 2016-02-23 | Ati Properties, Inc. | Systems and methods for processing alloy ingots |
US9539636B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Ati Properties Llc | Articles, systems, and methods for forging alloys |
JP6115767B2 (ja) * | 2013-04-01 | 2017-04-19 | 日立金属株式会社 | ディスク状素材の熱間鍛造方法 |
US10961613B2 (en) | 2014-12-22 | 2021-03-30 | Agency For Defense Development | Method for controlling microstructure and texture of tantalum |
KR101630667B1 (ko) * | 2014-12-22 | 2016-06-15 | 국방과학연구소 | 금속의 가공 방법 |
CN104722695B (zh) * | 2015-03-31 | 2016-09-28 | 国营第六一六厂 | 一种刮板铸坯模锻成形的锻模 |
US9987680B2 (en) * | 2015-05-25 | 2018-06-05 | Anthony Freakes | Impact casting methods and devices |
CN104826969B (zh) * | 2015-05-25 | 2016-09-21 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种500Kg级GH3230高温合金的锻造方法 |
JP6941283B2 (ja) * | 2016-09-28 | 2021-09-29 | 日立金属株式会社 | タービンブレード用素材の製造方法 |
JP2020104145A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | ヤマコー株式会社 | 高珪素ステンレス鋼の成形加工方法 |
EP3960327B1 (en) * | 2019-04-26 | 2024-04-03 | Proterial, Ltd. | Forging device, and method for manufacturing forged product |
EP4119257A4 (en) * | 2020-03-13 | 2023-08-09 | Proterial, Ltd. | PROCESS FOR MANUFACTURING A HOT FORGED COMPONENT |
KR102365295B1 (ko) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 국방과학연구소 | 금속을 반복하여 가공하는 방법 |
CN112275978B (zh) * | 2020-09-09 | 2022-08-23 | 广州锻造一厂股份有限公司 | 一种防裂金属钢柱的锻造方法 |
CN112191795A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-08 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 一种大型锻件锻压成型方法 |
CN112775377B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-08-23 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 改善tc11合金轮盘-轴颈模锻件组织性能的锻造方法 |
CN112756538B (zh) * | 2021-02-26 | 2024-05-07 | 辽宁北祥重工机械制造有限公司 | 一种精钢石压力设备铰链梁锻造近净成型模具及成型方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05177289A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-20 | Daido Steel Co Ltd | 型入鍛造における失熱防止方法 |
JPH06122036A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Mitsubishi Materials Corp | 鍛造方法 |
JP2000051987A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-22 | Daido Steel Co Ltd | 熱間鍛造方法 |
CN101147950A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-03-26 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | 难变形高温合金复合包套方法 |
CN101412066A (zh) * | 2007-10-17 | 2009-04-22 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种gh4169合金盘的锤锻工艺 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2960763A (en) * | 1955-10-11 | 1960-11-22 | Reymond M Reichl | Method of forging with thin webs |
GB1202080A (en) * | 1967-12-22 | 1970-08-12 | Wiggin & Co Ltd Henry | Forging billets |
BE794691A (fr) * | 1972-04-22 | 1973-05-16 | Cartossi Spa Walter | Procede et outil correspondant pour fixer solidement et sans solution de continuite des matieres thermoconductrices sur des supports en acier inoxydable et des supports analogues |
US4269053A (en) * | 1979-07-25 | 1981-05-26 | Rockwell International Corporation | Method of superplastic forming using release coatings with different coefficients of friction |
JPS62286636A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Nippon Steel Corp | チタン合金の鍛造法 |
US5374323A (en) * | 1991-08-26 | 1994-12-20 | Aluminum Company Of America | Nickel base alloy forged parts |
US5269857A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-14 | General Electric Company | Minimization of quench cracking of superalloys |
JPH07179909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末鍛造法 |
AT2881U1 (de) * | 1998-06-08 | 1999-06-25 | Plansee Ag | Verfahren zur herstellung eines tellerventiles aus gamma-tial-basislegierungen |
US6330818B1 (en) * | 1998-12-17 | 2001-12-18 | Materials And Manufacturing Technologies Solutions Company | Lubrication system for metalforming |
JP2005199300A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Komatsu Sanki Kk | プレス加工方法 |
KR20060039819A (ko) * | 2004-11-03 | 2006-05-09 | 윤동진 | 열간 형단조용 분할금형 및 이를 이용한 단조방법 |
FR2882282B1 (fr) * | 2005-02-21 | 2008-10-17 | Snecma Moteurs Sa | Procede pour le corroyage d'un lopin metallique, chemise pour la mise en oeuvre du procede et ensemble d'une chemise et d'un couvercle pour la mise en oeuvre du procede |
KR101003252B1 (ko) * | 2005-11-17 | 2010-12-21 | 현대중공업 주식회사 | 인서트 금형을 이용한 크랭크스로우 핀부 단조용 금형 |
US10207312B2 (en) * | 2010-06-14 | 2019-02-19 | Ati Properties Llc | Lubrication processes for enhanced forgeability |
-
2011
- 2011-12-26 JP JP2012550915A patent/JP5532148B2/ja active Active
- 2011-12-26 ES ES11853297T patent/ES2734565T3/es active Active
- 2011-12-26 US US13/997,875 patent/US9610630B2/en active Active
- 2011-12-26 EP EP11853297.7A patent/EP2659993B1/en active Active
- 2011-12-26 KR KR1020137016151A patent/KR101479437B1/ko active IP Right Grant
- 2011-12-26 CN CN201180063574.8A patent/CN103282140B/zh active Active
- 2011-12-26 WO PCT/JP2011/079988 patent/WO2012090892A1/ja active Application Filing
- 2011-12-27 TW TW100148916A patent/TWI483793B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05177289A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-20 | Daido Steel Co Ltd | 型入鍛造における失熱防止方法 |
JPH06122036A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-06 | Mitsubishi Materials Corp | 鍛造方法 |
JP2000051987A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-22 | Daido Steel Co Ltd | 熱間鍛造方法 |
CN101412066A (zh) * | 2007-10-17 | 2009-04-22 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种gh4169合金盘的锤锻工艺 |
CN101147950A (zh) * | 2007-11-08 | 2008-03-26 | 西南铝业(集团)有限责任公司 | 难变形高温合金复合包套方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104707931A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-06-17 | 西安三角航空科技有限责任公司 | 一种大型高温合金盘类模锻件的制造方法 |
CN107008882A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 大同特殊钢株式会社 | 合金锭的制造方法 |
US10603711B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-03-31 | Daido Steel Co., Ltd. | Method for manufacturing alloy ingot |
CN105750465A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-13 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种降低高温合金材料锻造开裂倾向的方法 |
CN107234200A (zh) * | 2017-07-13 | 2017-10-10 | 安徽众鑫科技股份有限公司 | 一种单轨产品用合金模锻方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9610630B2 (en) | 2017-04-04 |
EP2659993A4 (en) | 2017-08-23 |
KR101479437B1 (ko) | 2015-01-05 |
ES2734565T3 (es) | 2019-12-10 |
EP2659993A1 (en) | 2013-11-06 |
US20140144199A1 (en) | 2014-05-29 |
WO2012090892A1 (ja) | 2012-07-05 |
TW201238681A (en) | 2012-10-01 |
TWI483793B (zh) | 2015-05-11 |
JP5532148B2 (ja) | 2014-06-25 |
EP2659993B1 (en) | 2019-05-08 |
CN103282140B (zh) | 2015-06-10 |
KR20130087586A (ko) | 2013-08-06 |
JPWO2012090892A1 (ja) | 2014-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103282140A (zh) | 模锻方法及锻件的制造方法 | |
CN101480689B (zh) | 两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法 | |
CN101804441B (zh) | Tc17两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法 | |
CN101733348B (zh) | 一种钛合金叶片的等温锻造方法 | |
CN105643222B (zh) | 一种汽车一轴锻造模具的加工方法 | |
CN102896267B (zh) | 一种tc17钛合金盘形锻件的等温锻造方法 | |
US20110252856A1 (en) | Hot press forming method | |
CN101829749A (zh) | Bt25两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法 | |
CN103317319B (zh) | 材质为Cr12Mo1V1挖边剪的生产加工方法 | |
CN105734473A (zh) | 一种tc17钛合金的等温锻造组织控制方法 | |
CN106048208B (zh) | Fe‑Mn系奥氏体无磁钢锻造方法 | |
CN102989983A (zh) | 一种汽车发动机曲轴的锻造方法 | |
CN107794348A (zh) | 一种提高Cr12MoV钢综合性能的热处理工艺 | |
CN103993233B (zh) | 一种高寿命压铸模具钢及制造铝镁压铸模的工艺方法 | |
JP2016144814A (ja) | 熱間鍛造用金型装置及びそれを用いた熱間鍛造方法 | |
CN102581000A (zh) | 高碳高合金冷作模具钢大铸锭轧制开坯的生产方法 | |
CN105695700A (zh) | 一种模具钢的热处理工艺 | |
CN103789688A (zh) | 一种落料模用冷作模具钢的热处理方法 | |
CN102836870A (zh) | 奥氏体不锈耐热气阀钢21-4n大铸锭轧制开坯的生产方法 | |
CN1302129C (zh) | 0Cr17Ni4Cu4Nb铸锭的轧制开坯生产方法 | |
CN105917149A (zh) | 活塞环及其制造方法 | |
Plewiński et al. | Spinning and flow forming hard-to-deform metal alloys | |
CN102041374B (zh) | 大直径整体莱氏体钢冷轧辊的差温淬火法 | |
CN109128734A (zh) | 一种oem铝合金车轮铸造模具底模的加工方法 | |
CN104789119A (zh) | 一种发动机油底壳 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |