CN105479106B - 718Plus合金的锻件成形方法 - Google Patents

718Plus合金的锻件成形方法 Download PDF

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Abstract

本发明的718Plus合金的环形锻件成形方法，将第一毯子裹住718Plus合金的坯料的圆柱表面，再将它们加热到1000‑1100℃后停止加热，立即对上述坯料进行墩粗和冲孔处理；将第二毯子分别裹住处理过的坯料外表面和冲孔内表面，再将它们加热到1000‑1060℃后停止加热，立即对上述坯料进行马架扩孔处理；将第二毯子分别裹住处理过的坯料外表面和扩孔内表面，再将它们加热到985‑1038℃后停止加热，立即将上述坯料轧制成最终产品，用该方法进行处理后，其锻件晶粒度达到6级或更细，并且表面没有常见的裂纹。

Description

718Plus合金的锻件成形方法
技术领域
本发明涉及了一种高温合金的环形锻件成形方法，特别是一种718Plus合金的环形锻件成形方法。
背景技术
718Plus合金是一个沉淀硬化镍基高温合金,具有优越的高温性能和良好的加工性。这种合金设计时兼顾了Waspaloy的高温性能和热稳定性以及718合金的优良加工性，
是首选的喷气发动机优质旋转部件。718Plus合金合金使用温度比718合金提高了100℉(55°)，具有比Waspaloy或其它更高温度的镍基高温合金更高的强度、优异的成形性、更好的耐磨性并减小了焊接开裂倾向。
相比718合金，718Plus合金合金的锻造温度范围更窄，更容易产生锻造裂纹，其最后一火锻造根据零件要求使用1800°F-1900°F(982℃-1038℃)的温度进行锻造。若选用锻造温度低，材料表面裂纹严重，若温度高，晶粒度较粗导致组织性能不能满足使用要求。因此，在要求的锻造温度范围内锻造出表面质量良好，晶粒度为6级或更细的718Plus合金是该合金大量应用的关键。
用现有的锻件成形的方法来处理718Plus合金(718Plus)存在以下缺点：
1、718Plus合金在锻造过程中容易开裂，需要更多的加工余量保证去除表面裂纹，严重时引起产品报废；
2、为了保证产品表面质量需使用相对较高的辗环温度，导致产品成形后的晶粒度容易不合格；
3、在锻造该产品时对锻造设备与加热炉的布局要求高。
发明内容
本申请的发明目的在于：提供一种718Plus合金的环形锻件成形方法，用该方法对718Plus合金的环形锻件进行处理后，718Plus合金的锻件晶粒度达到6级或更细，并且其表面没有常见的裂纹。
为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，其中：
(I)由厚度为10mm-15mm陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2mm厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯子，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第一毯子裹住718Plus合金的坯料的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子分别与上述坯料的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子与上述坯料的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100℃后停止加热，立即对上述坯料进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第一毯子自然脱落；
(II)在厚度为1mm-1.5mm的铁皮上放置厚度为10mm-15mm陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2mm厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第二毯子分别裹住用步骤(I)处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子分别与上述坯料的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子分别固定在坯料外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060℃后停止加热，立即对上述坯料进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第二毯子自然脱落；
(III)将上述第二毯子分别裹住用步骤(II)处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子与上述坯料的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子分别固定在坯料外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038℃后停止加热，立即将上述坯料轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第二毯子自然脱落。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤(I)中，用直径为1-3mm的铁丝将第一毯子与坯料固定在一起。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤(I)中，用两根直径为1-3mm的铁丝将第一毯子与坯料捆扎在一起。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤(II)和步骤(III)中，裹在坯料外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子在分别裹住坯料外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子固定在坯料上。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在坯料的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60mm的铁皮条将裹在坯料外表面的第二毯子和在裹住坯料冲孔或扩孔内表面的第二毯子连接在一起，铁皮条的一端与裹在坯料外表面的第二毯子上的铁皮焊接在一起，铁皮条的另一端与裹在坯料冲孔或扩孔内表面的第二毯子上的铁皮焊接在一起。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述高温粘结剂粉末含10-14％的AL2O3、含45-52％的SiO2、含12-16％的CaO、含4-8％的Na2O和含15-22％的B2O3。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述718Plus合金是含C量在0.01-0.05％、含Mn量不大于0.35％、含Si量不大于0.035％、含P量在0.004-0.020％、含S量不大于0.025％、含Cr量在17-21％、含Mo量2.5-3.1％、含Nb量5.20-5.80％、含Ti量0.50-1.00％、含Al量1.2-1.7％、含Co量在8.00-10.00％、含Fe量在8.00-10.00％、含W量在0.008-1.4％、含B量在0.003-0.008％、其余为含Ni的高温合金，上述成分之和为100％。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述加热是在电炉中进行的。
本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：陶瓷纤维是含44％的AL2O3、含52％的SiO2、含1％的Fe2O3、其余为ZrO2的陶瓷纤维。
与现有的加工方法相比，用本申请方法进行处理后的718Plus合金的锻件，其锻件晶粒度达到6级或更细，并且表面没有常见的裂纹。
附图说明
图1为本发明的一种718Plus合金的锻件成形方法的流程示意图；
图2为用铁皮和铁皮条包裹的坯料的立体示意图。
在图1和图2中，标号1为坯料；标号2为第一毯子；标号3为第二毯子；标号4为铁皮条。
具体实施方式
718Plus合金(718Plus)的化学成分如下：
如图1所示，本发明的718Plus合金的锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，它包括以下步骤：
(I)如图1中的(a)至(c)所示，由厚度为10mm-15mm陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2mm厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯2，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第一毯子2裹住718Plus合金的坯料1的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子2与上述坯料1的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子2与上述坯料1的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100℃后停止加热，立即对上述坯料1进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料1墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第一毯子2自然脱落；
(II)如图1中的(d)至(e)所示，在厚度为1mm-1.5mm的铁皮上放置厚度为10mm-15mm陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2mm厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子3，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第二毯子3分别裹住用步骤(I)处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子3分别与上述坯料1的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子3分别固定在坯料1外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060℃后停止加热，立即对上述坯料1进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第二毯子3自然脱落；
(III)如图1中的(f)至(g)所示，将上述第二毯子3分别裹住用步骤(II)处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子3分别与上述坯料1的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子3分别固定在坯料1外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038℃后停止加热，立即将上述坯料1轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第二毯子3自然脱落。
在步骤(I)中，用直径为1-3mm的铁丝将第一毯子2与坯料1固定在一起；或者用两根直径为1-3mm的铁丝将第一毯子2与坯料1捆扎在一起。
在步骤(II)和步骤(III)中，裹在坯料1外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子2在分别裹住坯料1外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子3的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子3固定在坯料1上。如果需要的话，在坯料1的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60mm的铁皮条4将裹在坯料1外表面的第二毯子2和在裹住坯料1冲孔或扩孔内表面的第二毯子2连接在一起，铁皮条4的一端与裹在坯料1外表面的第二毯子2上的铁皮焊接在一起，铁皮条4的另一端与裹在坯料1冲孔或扩孔内表面的第二毯子2上的铁皮焊接在一起。
高温粘结剂粉末为含10-14％的AL2O3、含45-52％的SiO2、含12-16％的CaO、含4-8％的Na2O和含15-22％的B2O3。陶瓷纤维是含44％的AL2O3、含52％的SiO2、含1％的Fe2O3和其余为ZrO2的陶瓷纤维。上述的加热是在电炉中进行的。
使用本发明前后锻件表面裂纹对比：
工业实用性：本申请可以在工业中使用，具有工业实用性。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种718Plus合金的环形锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，其特征在于：
(I)由厚度为10mm-15mm陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2mm厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯子(2)，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第一毯子(2)裹住718Plus合金的坯料(1)的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子(2)与上述坯料(1)的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子(2)与上述坯料(1)的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100℃后停止加热，立即对上述坯料(1)进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料(1)墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料(1)自然冷却至室温，裹在上述坯料(1)上的第一毯子(2)自然脱落；
(II)在厚度为1mm-1.5mm的铁皮上放置厚度为10mm-15mm陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2mm厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子(3)，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900℃之间，将上述第二毯子(3)分别裹住用步骤(I)处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子(3)分别与上述坯料(1)的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子(3)分别固定在坯料(1)外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060℃后停止加热，立即对上述坯料(1)进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料(1)自然冷却至室温，裹在上述坯料(1)上的第二毯子(3)自然脱落；
(III)将上述第二毯子(3)分别裹住用步骤(II)处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子(3)分别与上述坯料(1)的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子(3)分别固定在坯料(1)外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038℃后停止加热，立即将上述坯料(1)轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料(1)自然冷却至室温，裹在上述坯料(1)上的第二毯子(3)自然脱落。
2.如权利要求1所述的718Plus合金的环形锻件成形方法，其特征在于：在步骤(I)中，用直径为1-3mm的铁丝将第一毯子(2)与坯料(1)固定在一起。
3.如权利要求2所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：在步骤(I)中，用两根直径为1-3mm的铁丝将第一毯子(2)与坯料(1)捆扎在一起。
4.如权利要求1所述的718Plus合金的环形锻件成形方法，其特征在于：在步骤(II)和步骤(III)中，裹在坯料(1)外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子(2)在分别裹住坯料(1)外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子(3)的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子(3)固定在坯料(1)的外表面和冲孔或扩孔内表面上。
5.如权利要求4所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：在坯料(1)的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60mm的铁皮条(4)将裹在坯料(1)外表面的第二毯子(2)和在裹住坯料(1)冲孔或扩孔内表面的第二毯子(2)连接在一起，铁皮条(4)的一端与裹在坯料(1)外表面的第二毯子(2)上的铁皮焊接在一起，铁皮条(4)的另一端与裹在坯料(1)冲孔或扩孔内表面的第二毯子(2)上的铁皮焊接在一起。
6.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述高温粘结剂粉末含10-14％的AL2O3，含45-52％的SiO2，含12-16％的CaO，含4-8％的Na2O，含15-22％的B2O3。
7.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述718Plus合金是高温合金，其中含C量0.01-0.05％、含Mn量不大于0.35％、含Si量不大于0.035％、含P量0.004-0.020％、含S量不大于0.025％、含Cr量17-21％、含Mo量2.5-3.1％、含Nb量5.20-5.80％、含Ti量0.50-1.00％、含Al量1.2-1.7％、含Co量8.00-10.00％、含Fe量8.00-10.00％、含W量0.008-1.4％、含B量0.003-0.008％，其余为Ni，上述成分之和为100％。
8.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述加热是在电炉中进行的。
9.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述陶瓷纤维是含44％的AL2O3、含52％的SiO2、含1％的Fe2O3、其余为ZrO2的陶瓷纤维。
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