CN107138538B - 一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：一、下料；二、冲孔步骤；三、直环轧制步骤；四、异型环轧制步骤；五、校圆整形步骤。通过上述方式，本发明能够确保每火适当环轧变形量的同时，对每道环轧始锻、终锻温度加以控制，精确控制终轧尺寸及扩环量不超过1％，有效的抑制晶粒长大，解决锻件横截面局部偶然晶粒粗大的难题，且零件全横截面晶粒度均匀细小，机械性能优异，零件尺寸精确。
Description
技术领域
本发明涉及锻造领域，特别是涉及一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法。
背景技术
现有的高温合金环形锻件材料应用较广，由于异型环轧困难，容易出现局部晶粒粗大而导致晶粒不均匀现象。现有的锻造技术存在以下不足：1、受转移时间、预热温度等限制，环锻时间短，轧制变形阻力大；2、现有环轧技术尺寸控制精度不高，须靠后续整形机修正尺寸，然而异型整形工艺变形量不均导致局部发生临界变形，从而导致晶粒尺寸在高温固溶处理过程中局部突变，得到粗大组织。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，能够确保每火适当环轧变形量的同时，对每道环轧始锻、终锻温度加以控制，精确控制终轧尺寸及扩环量不超过1％，有效的抑制晶粒长大，解决锻件横截面局部偶然晶粒粗大的难题，且零件全横截面晶粒度均匀细小，机械性能优异，零件尺寸精确。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至990～1050摄氏度，保温2～4小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温980～1000摄氏度，保温0.5～3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在20％～40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6～1.3mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980～1000摄氏度，保温0.5～3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在20％～40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6～1.3mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温950～990摄氏度，保温0.5～1.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
优选的，步骤二中的压机采用3000T压机。
优选的，步骤三和步骤四种的环轧机采用R350环轧机。
优选的，步骤五中的扩环机采用400T扩环机。
本发明的有益效果是：1、环轧温度：中低温快速环轧，由于轧制速度较快，轧制时间较短，轧制过程中零件温度得到保证的同时减少了轧制变形阻力，使锻件的可锻性得到提高，有效地降低了锻造过程中的出现的问题(如圆度差，开裂等)；由于I718材料中δ相的开始溶解在980摄氏度左右，1020摄氏度左右完成全部溶解，而δ相析出于晶界内具有钉扎作用，有效地抑制晶粒长大，而过多的δ相会有相反的作用，导致材料韧性降低，所以轧制温度选择在980至1000摄氏度会得到优异的机械性能及细小均匀的晶粒，该轧制温度范围内，晶粒较细且均匀，可控制在ASTM#8-11范围内；2、轧制变形量：轧制变形量控制在20％～40％有利于环锻件通过动态再结晶而得到再结晶的晶粒，晶粒细小均匀，而变形量过小(5～10％)会导致临界变形晶粒的产生，而在热处理之后临界变形晶粒会异常粗大，轧制变形量过大也会有环锻件开裂的风险；扩环量控制在1％内可以有效地防止临界变形晶粒的产生。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例1：
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至990摄氏度，保温2小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温980摄氏度，保温0.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在20％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980摄氏度，保温0.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在20％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温950摄氏度，保温0.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
实施例2
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至1000摄氏度，保温2小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温990摄氏度，保温1小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在30％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.8mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980摄氏度，保温1.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在20％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温960摄氏度，保温1小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
实施例3
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至1000摄氏度，保温2.5小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温980摄氏度，保温2小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在20％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温990摄氏度，保温1小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在30％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.8mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温970摄氏度，保温1小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
实施例4
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至1050摄氏度，保温3小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温1000摄氏度，保温2.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在1mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980摄氏度，保温2小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在30％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.8mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980摄氏度，保温1.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
实施例5
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至1050摄氏度，保温4小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温1000摄氏度，保温3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在1.3mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温1000摄氏度，保温3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在1.3mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温990摄氏度，保温1.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
实施例6
一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至990摄氏度，保温3.5小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至3000T压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温1000摄氏度，保温3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在30％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在1.3mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980摄氏度，保温3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到R350环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在40％，操作时间在120秒内完成，环扎进给率控制在0.6mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温950摄氏度，保温0.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到400T扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
一、下料；
二、冲孔步骤：采用高温燃气炉对坯料进行加热升温至990～1050摄氏度，保温2～4小时，然后将坯料从高温燃气炉中取出来并运输至压机，转移时间控制在30秒内，对坯料进行镦粗、冲圆孔，操作时间在180秒内完成；
三、直环轧制步骤：采用高温燃气炉对已完成冲孔的环锻件进行加热升温980～1000摄氏度，保温0.5～3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行直环轧制，每一火的轧制量需控制在20％～40％，操作时间在120秒内完成，环轧 进给率控制在0.6～1.3mm/s；
四、异型环轧制步骤：更换工装后，采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温980～1000摄氏度，保温0.5～3小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到环轧机上，转移时间控制在30秒内，对环锻件进行异型环轧制，每一火的轧制量需控制在20％～40％，操作时间在120秒内完成，环轧 进给率控制在0.6～1.3mm/s；
五、校圆整形步骤：采用高温燃气炉对环锻件进行加热升温950～990摄氏度，保温0.5～1.5小时，然后将环锻件从高温燃气炉内取出并转移到扩环机上进行扩环整形，转移时间控制在30秒内，扩环量控制在1％之内，操作时间在90秒内完成。
2.根据权利要求1所述的一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，其特征在于，步骤二中的压机采用3000T压机。
3.根据权利要求1所述的一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，其特征在于，步骤三和步骤四中 的环轧机采用R350环轧机。
4.根据权利要求1所述的一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法，其特征在于，步骤五中的扩环机采用400T扩环机。
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