CN104646578A - 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法 - Google Patents

一种钛合金整体框形件的等温锻造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104646578A
CN104646578A CN201310754334.3A CN201310754334A CN104646578A CN 104646578 A CN104646578 A CN 104646578A CN 201310754334 A CN201310754334 A CN 201310754334A CN 104646578 A CN104646578 A CN 104646578A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
isothermal
titanium alloy
isothermal forging
pressure
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.)
Pending
Application number
CN201310754334.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨旭
李雄
贺飞
陈冬梅
许广兴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Original Assignee
Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC filed Critical Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Priority to CN201310754334.3A priority Critical patent/CN104646578A/zh
Publication of CN104646578A publication Critical patent/CN104646578A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

一种钛合金整体框形件的等温锻造方法，属于新材料与先进制造技术领域，具体涉及一种钛合金整体框形件的等温锻造成形方法。其特征在于，包括步骤如下：第一，制坯：将圆棒自由锻成长：宽：高＝(8-8.5)：(2-2.5)：1的方坯，自由锻至少保证最后一火在两相区锻造；第二，等温锻造：方坯在等温模锻前涂上玻璃涂料，在等温锻造模具中放置时与水平呈10～16°夹角，加热温度为Tβ以下30～100℃，等温锻造模具温度低于方坯10～30℃；初始加载速率不超过2mm／s，压力表上指示到8000±100吨时，保压5～10分钟，然后将压力增加到9500～9700吨保压8～15分钟。

Description

一种钛合金整体框形件的等温锻造方法
技术领域
本发明属于新材料与先进制造技术领域，具体涉及一种钛合金整体框形件的等温锻造成形方法。
背景技术
钛合金是一种难变形合金，它的流变应力大于铝合金及合金钢等常见合金，在锻造过程中需要更大的载荷。大型钛合金模锻件的锻造一般采用压力机或对击锤，电液锤、蒸汽锤和空气锤等设备无法提供锻造大型钛合金锻件所需要的压力。对击锤是利用锤的高速冲击来使金属发生变形，极容易使金属局部过热，特别是对钛合金这样导热性差的材料，从而影响锻件的组织性能；国内最大的对击锤为100吨，无法锻造投影面积超过1m2的钛合金锻件。采用普通锻造方式锻造投影面积为1m2的钛合金锻件约需要4万吨压力，而国内最大的模锻压机为1万吨，显然不能够满足。
对于大型钛合金框形件，国内往往采取锻造几个相对较小的锻件再拼焊成一个完整大锻件的方法。钛合金焊接要求严格，虽然国内引进了大型电子束焊接设备，但焊接成本高，且焊接件比整体锻件可靠性要差。普通锻件轮廓较粗，加工余量大，而钛合金又属于难机加工的金属，不但要求低进刀量和低切削速度，而且钛合金的导热性差，据Sandvik公司的研究，在很低的切削速度下其刃部温度很容易达到1000℃以上，对刀具损害很大。据国外统计，对于形状复杂的普通模锻件，零件与锻件质量比小于10％，也就是说90％以上的金属被机加工去除。钛合金价格昂贵，锻件去除的金属量太多将导致零件成本大幅度增加。
近三、四十年来，随着对战斗机的战技性能要求越来越高，锻件尺寸越来越大。锻件投影面积越大、形状越复杂，所需设备的吨位就越大。但压机的吨位不能无限制增大，原因是：建造大型压机需要巨额资金，生产过程中能耗大，设备的维护困难，折旧费用高昂等。上世纪九十年代，美国魏曼·戈登公司为应对外国竞争者尤其是法国公司的竞争(前者拥有4.5万吨压机，后者拥有6.5万吨压机)，在建造新的10万吨大型压机和开发新的锻造技术上作出了选择，即开发步进锻造技术生产大型锻件，这项技术已被广泛应用在大型钛合金及高温合金锻件上，在与法国这样拥有大吨位压机的国家的竞争中取得了胜利，确保了在美国市场的绝对地位。魏曼·戈登公司生产的一个TC4整体隔框锻件，重2770kg，投影面积5.53m2，是迄今为止世界上最大的航空用钛合金锻件。步进锻造技术除压机提供的动力外，还另需提供动力以调整模具的高度，在热模锻中实现难度较大，目前国内尚未开发出类似的技术。
等温锻造是较新型的一种锻造技术，它的特点是：①适合于成形大型复杂件。等温锻造充分利用了材料在高温下变形抗力低及超塑性，锻造高筋薄腹及大型锻件非常适合，可避免／减少铆接、螺栓等连接方式，是减轻结构重量的有效手段；②锻件精度高，加工余量小。可节省大量贵重金属，大幅度减少机加工工时，批产后有明显的成本优势，如生产同一涡轮发动机零件所用原料只有普通热模锻的1／3；③等温锻造所需的加热次数少。普通模锻需16火才能锻成的锻件，等温锻造只需1～2火，这样更易于控制锻件性能。由于等温锻造形变速率小，所以不会产生类似快速锻造时的过热组织。
国内最大的钛合金等温锻件曾由宝钢特钢公司锻造，其投影面积为0.48m2，但投影面积1m2以上的钛合金锻件国内还没有涉足，而大型非对称框形件难度尤大。
发明内容
本发明的目的是：针对上述背景技术中存在的问题，提出一种钛合金整体框形件的等温锻造方法。
本发明的技术方案是：一种钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，包括步骤如下：
第一，制坯：将圆棒自由锻成长∶宽∶高＝(8-8.5)∶(2-2.5)∶1的方坯，自由锻至少保证最后一火在两相区锻造；
第二，等温锻造：方坯在等温模锻前涂上玻璃涂料，在等温锻造模具中放置时与水平呈10～16°夹角，加热温度为Tβ以下30～100℃，等温锻造模具温度低于方坯10～30℃；初始加载速率不超过2mm／s，压力表上指示到8000±100吨时，保压5～10分钟，然后将压力增加到9500～9700吨保压8～15分钟；
将所述步骤二中等温模锻出来的锻坯机加工去掉中间的连板，获得最终锻件。
所述步骤二中，方坯一端和模具一侧壁相抵。
所述玻璃涂料为Al2O3类。
本发明的优点是：由直方坯直接等温模锻成投影面积1～1.5m2的锻件是国内外第一次，采用这种方式，生产过程相对简单可控，重复性好，能解决国内大型钛合金整体框形结构件不能锻造的问题，填补了国内空白。
附图说明
图1是荒坯在模具中的放置示意图
1-下模；2-型腔；3-荒坯
图2是某飞机后机身TA15钛合金大型整框精锻件结构图
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
一种钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，包括步骤如下：
第一，制坯：将圆棒自由锻成长∶宽∶高＝L∶W∶1的方坯，自由锻至少保证最后一火在两相区锻造；
第二，等温锻造：方坯在等温模锻前涂上玻璃涂料，在等温锻造模具中放置时与水平夹角V，加热温度T1，等温锻造模具温度T2；初始加载速率不超过v，压力升至S1，保压时间t1，然后将压力增加到S2，保压时间t2；
将所述步骤二中等温模锻出来的锻坯机加工去掉中间的连板，获得最终锻件。
所述步骤二中，方坯一端和模具一侧壁相抵。
所述玻璃涂料为Al2O3类。
实施实例见表1。
表1实施实例
实例 L W V，° T1，℃ T2，℃ V，mm／s S1，t S2，t t1，min t2，min
实例1 8 2 16 970 950 2 8000 9500 6 12
实例2 8.5 2 10 900 890 1.5 7900 9700 10 8
实例3 8 2.5 12 950 920 2 8100 9500 5 15

Claims (4)

1.一种钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，包括步骤如下：
第一，制坯：将圆棒自由锻成长∶宽∶高＝(8-8.5)∶(2-2.5)∶1的方坯，自由锻至少保证最后一火在两相区锻造；
第二，等温锻造：方坯在等温模锻前涂上玻璃涂料，在等温锻造模具中放置时与水平呈10～16°夹角，加热温度为Tβ以下30～100℃，等温锻造模具温度低于方坯10～30℃；初始加载速率不超过2mm／s，
压力表上指示到8000±100吨时，保压5～10分钟，然后将压力增加到9500～9700吨保压8～15分钟。
2.根据权利要求1所述的钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，将步骤二中等温模锻出来的锻坯机加工去掉中间的连板，获得最终锻件。
3.根据权利要求1所述的钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，步骤二中，方坯一端和模具一侧壁相抵。
4.根据权利要求1所述的钛合金整体框形件的等温锻造方法，其特征在于，所述玻璃涂料为Al2O3类。
CN201310754334.3A 2013-12-31 2013-12-31 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法 Pending CN104646578A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310754334.3A CN104646578A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310754334.3A CN104646578A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104646578A true CN104646578A (zh) 2015-05-27

Family

ID=53238502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310754334.3A Pending CN104646578A (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104646578A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105397001A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 钛合金复杂薄板类锻件的等温锻造成形方法
CN113680936A (zh) * 2021-08-07 2021-11-23 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种等温锻造工艺参数确定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829749A (zh) * 2008-12-25 2010-09-15 贵州安大航空锻造有限责任公司 Bt25两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法
CN102121078A (zh) * 2011-01-20 2011-07-13 西北工业大学 一种细晶钛合金的复合制备方法
CN102513487A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种大型钛合金整体框的锻造方法
CN102703183A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂
CN102896267A (zh) * 2012-09-28 2013-01-30 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种tc17钛合金盘形锻件的等温锻造方法
CN103014574A (zh) * 2012-12-14 2013-04-03 中南大学 一种tc18超细晶钛合金的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829749A (zh) * 2008-12-25 2010-09-15 贵州安大航空锻造有限责任公司 Bt25两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法
CN102121078A (zh) * 2011-01-20 2011-07-13 西北工业大学 一种细晶钛合金的复合制备方法
CN102513487A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种大型钛合金整体框的锻造方法
CN102703183A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种钛合金模锻工艺用表面防护润滑剂
CN102896267A (zh) * 2012-09-28 2013-01-30 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种tc17钛合金盘形锻件的等温锻造方法
CN103014574A (zh) * 2012-12-14 2013-04-03 中南大学 一种tc18超细晶钛合金的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105397001A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 钛合金复杂薄板类锻件的等温锻造成形方法
CN113680936A (zh) * 2021-08-07 2021-11-23 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种等温锻造工艺参数确定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100467156C (zh) Gh4169合金盘形锻件在空气中的近等温锻造方法
CN109454188A (zh) Ti55531钛合金大规格棒材自由锻造方法
CN108296715B (zh) 一种采用锻造和增材制造复合成形金属大型构件的方法
CN111069499B (zh) 一种tc18钛合金大型捆绑支座锻件锻造工艺方法
CN110976727B (zh) 一种提高钛合金锻件组织均匀性的锻造方法
CN109622868B (zh) 一种t型高温合金螺栓锻件的锻造方法
CN110976747B (zh) 一种β锻锻造TC17合金整体叶盘的方法
CN102581188B (zh) 一种tc4-dt钛合金大规格厚板锻件加工方法
CN107999687A (zh) 一种铝合金叶片锻件及其制备方法
CN108044007B (zh) 一种高均匀Ti632211钛合金板材的锻造方法
CN112264566A (zh) 一种大型热强钛合金锻件的加工方法
CN109622837B (zh) 一种高探伤水平的tc11钛合金饼坯的制备方法及装置
CN103668027A (zh) 一种TC25钛合金的准β锻造工艺
CN103962487A (zh) 一种带耳块的大型整体锻造金属框架及其制备方法
CN103341580A (zh) 超临界汽轮机中压联合调节阀杆毛坯的自由锻造方法
CN112872261A (zh) 一种钛合金法兰盘锻件的锻造方法
CN112692519A (zh) Gh4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法
CN106734795A (zh) 一种高铌gh4169合金棒材的制备方法
CN102019336A (zh) 一种石油钻机吊卡活动翼板锻件模锻成形的工艺
CN104646578A (zh) 一种钛合金整体框形件的等温锻造方法
CN103042144A (zh) 一种汽车发动机曲轴的锻造方法
CN102886646A (zh) 一种电镦式钢拉杆端头锻造工艺
CN103878280A (zh) 一种超高强度铝合金的模锻方法
CN113399608B (zh) 一种tb6钛合金异型连接件锻造成形方法
CN106391958A (zh) Tc4大型钛合金斜筒类模锻件的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150527

RJ01 Rejection of invention patent application after publication