CN107206468B - 环状成型体的制造方法及环状材料 - Google Patents

Abstract

提供一种环状成型体的制造方法，该制造方法能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体。还提供用于制备环状成型体的环状材料。本发明涉及环状成型体的制造方法，环状成型体包括分别在环状成型体的轴线方向上的两侧突出且沿环状成型体的周向延伸的两个凸部。在该制造方法中：以环状材料被两个模具中的一者的凹部的相对于外周侧角部靠外周侧的区域以及两个模具中的另一者的凹部的相对于内周侧角部靠内周侧的区域支撑的方式，将环状材料配置在形成有与凸部对应的凹部的两个模具内；然后以环状材料在环状材料的轴线方向上被两个模具加压的方式来锻造环状材料；制备环状成型体。本发明还涉及用于制备环状成型体的环状材料。

Description

环状成型体的制造方法及环状材料

技术领域

本发明涉及一种使用锻造的环状成型体的制造方法。另外，本发明涉及一种用于被锻造以制备环状成型体的环状材料。

背景技术

例如，在航空器等用的发动机中，多个涡轮盘以多个涡轮盘的中心轴线沿着彼此定位的方式并排地配置，多个涡轮叶片以在各涡轮盘的周向上彼此间隔开的方式安装于各涡轮盘。特别地，在航空器用的发动机中，发动机内产生的高温、高压燃烧气体在涡轮盘的周部从涡轮盘的前段侧(front stage side)沿中心轴线的方向朝向涡轮盘的后段侧流动，因而涡轮盘和涡轮叶片绕着各自的中心轴线高速转动。由该转动产生的驱动力被传送至位于涡轮盘的中心轴线方向上的前段侧的压缩机和风扇，由此获得了气体的连续燃烧所需的压缩空气并获得了推动力。

通常，通过对形成为大致环状的成型体(以下，称作“环状成型体”)进行切削等的操作来制备涡轮盘。在该环状成型体中，典型地，凸部分别在环状成型体的环状成型体的中心轴线方向上的两侧突出，此外，凸部沿环状成型体的周向延伸。

涡轮盘的外周部暴露在燃烧气体中，并且这里的温度高达约600℃至700℃。同时，在涡轮盘的内周部处的温度比在外周部处的温度低。该涡轮盘内因发动机反复启动和停止而产生热应力。因此，期望涡轮盘具有良好的低周期疲劳特性。此外，涡轮盘的外周受到与在高温下绕着涡轮盘的轴线的高速转动对应的离心力。因此，期望涡轮盘还具有高的抗蠕变强度特性。此外，期望涡轮盘具有高的拉伸强度和高的屈服强度。因此，期望用于涡轮盘的环状成型体具有适用于上述期望的足够高的机械强度。

因此，在环状成型体的制造方法的示例中，为了确保环状成型体的机械强度，通过锻造(锻压)将待要形成为大致环状的材料(以下称作“环状材料”)形成为环状成型体。更具体地，将环状材料载置到分别形成了与环状成型体的凸部分别对应的凹部的两个模具内，然后使环状材料以在两个模具之间被夹压的方式进行锻造。在锻造中，呈流体形式的环状材料填满两个模具的凹部以便形成环状成型体的凹部，由此获得了环状成型体(例如，参照专利文献1和专利文献2)。在锻造中，对环状成型体赋予应变，由此使形成环状成型体的晶粒细化，从而能够特别地改善诸如拉伸强度和疲劳强度等的机械强度。对于锻造用的设备，经常使用能够严格控制锻造速度的液压控制锻压机。此外，通过制造方法的上述示例制备的环状成型体经常用于制备大型的涡轮盘。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭52-131967号公报

专利文献2：日本特开2011-079043号公报

发明内容

发明要解决的问题

关于上述锻造步骤，特别是在锻造的初期阶段，因为环状材料粘附于模具，所以难以对材料的与模具接触的表面区域赋予应变。此外，在铸造步骤中，与环状材料的中心区域的温度相比，环状材料的与模具接触的表面区域的温度因受到向主要由金属制成的模具释放热的影响而降低。根据这些因素，特别是在锻造的初期阶段，环状成型体的与模具接触的表面区域相对应的区域可以具有相比于环状成型体的中心区域粗大的结构，因而难以使该区域获得期望的机械特性。上述区域被称作“死金属(dead metal)”区域。期望避免该死金属残留在成型体的用作涡轮盘的区域(以下，称作“涡轮盘区域”)中。为了防止涡轮盘区域包括死金属区域，以增加环状成型体的厚度的方式预先设置了环状成型体的多余部分(excess portion)，然后在锻造之后通过切削来去除多余部分。

然而，在环状成型体的制造方法的上述示例中，在锻造开始时以及初期阶段，载置在两个模具内的环状材料与在从模具的凹部的开口分别到凹部的内周和外周两侧的范围的全部区域接触。结果，难以对环状材料的表面区域的宽范围赋予应变，环状材料的表面区域的宽范围中的温度可能容易降低，因而死金属区域可能会在以上述方式制备的环状成型体中增加。需要进一步增加环状成型体的与死金属区域对应的多余部分的量，然后去除大量的多余部分。因此，期望提供能够减少死金属区域的近净形锻造(near-net-shapeforging)，以便能够减少多余部分。

此外，在环状成型体的制造方法的上述示例中，如果待制备的环状成型体的两个凸部在环状成型体的径向上彼此相对错开，则在锻造步骤中难以使呈流体形式的环状材料填满模具的凹部。结果，难以形成环状成型体的凸部，难以制备环状成型体，因而产生问题。

考虑到上述情况做出了本发明，本发明的目的是提供能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体的制造方法。此外，本发明的另一目的是提供一种环状材料，其经受锻造从而能够制备减少了死金属区域的环状成型体。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的一方面的环状成型体的制造方法，其用于制造具有两个凸部的环状成型体，所述两个凸部分别在所述环状成型体的中心轴线方向上的两侧突出且沿所述环状成型体的周向延伸，该制造方法包括：制备所述环状成型体的步骤，在该步骤中，将环状材料载置在分别形成有与所述凸部分别对应的凹部的两个模具内，使得所述环状材料被位于所述两个模具中的一者的所述凹部的外周侧角部的外周侧的区域以及位于所述两个模具中的另一者的所述凹部的内周侧角部的内周侧的区域支撑，然后以所述环状材料在所述环状材料的中心轴线方向上被所述两个模具加压的方式来锻造所述环状材料，由此制备所述环状成型体。根据本发明的一方面的环状材料，其用于经受锻造以制备具有两个凸部的环状成型体，所述两个凸部分别在所述环状成型体的中心轴线方向上的两侧突出且沿所述环状成型体的周向延伸，其中，在所述环状材料的一半截面以所述环状材料的在所述环状材料的中心轴线方向上的最大高度的中央为基准沿所述环状材料的中心轴线方向分为一侧区域和另一侧区域的情况下，穿过所述一侧区域的重心和所述另一侧区域的重心的直线相对于所述环状材料的中心轴线以在7度至40度的范围的角度倾斜。

发明的效果

根据本发明的一方面的环状成型体的制造方法，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体。另外，根据本发明的一方面的环状材料，通过锻造该环状材料，能够制备减少了死金属区域的环状成型体。

附图说明

图1是示意性示出了通过根据本发明的第一实施方式的制造方法制备的环状成型体的平面图。

图2是通过根据本发明的第一实施方式的制造方法制备的环状成型体的半截面图。

图3是用于说明根据本发明的第一实施方式的制造方法的流程图。

图4是示意性示出了经受根据本发明的第一实施方式的制造方法中的粗锻的坯料的全截面图。

图5是示意性示出了通过根据本发明的第一实施方式的制造方法中的粗锻而制成的粗锻造体的平面图。

图6是示意性示出了通过根据本发明的第一实施方式的制造方法中的穿孔加工而制成的穿孔体的全截面图。

图7是用于说明根据本发明的第一实施方式的制造方法中的环状轧制的图。

图8的(a)是示意性示出了在根据本发明的第一实施方式的制造方法中的精锻开始的前一刻环状轧制体的配置状态的半截面图。图8的(b)是示意性示出了在精锻完成的后一刻的状态的半截面图。

图9是示意性示出了图8的(a)的环状轧制体的半截面图。

具体实施方式

以下，将参照图1至图9说明根据本发明的第一实施方式至第三实施方式的环状成型体的制造方法及用于制造环状成型体的环状材料。注意，在本发明的第一实施方式至第三实施方式中，以下表述用于以中心轴线为基准大致对称的物体(以下，称作“对称物体”)的截面以及示出这种截面的图。在沿着穿过中心轴线的平面切断对称物体而获得的截面中，将其中的一个截面称作“半截面”，并且将诸如图2、图8和图9等的示出该半截面的图称作“半截面图”。将沿着穿过中心轴线的平面切断对称物体而获得的对称物体的全截面称作“全截面”，并且将诸如图4至图6等的示出该全截面的图称作“全截面图”。

[第一实施方式]

以下，将说明根据本发明的第一实施方式的制造方法制备的环状成型体。环状成型体用于制备在航空器等用的发动机中的涡轮盘。此外，通过热处理对成型之后的环状成型体进行加工的操作和去除环状成型体的多余部分的操作等来制备涡轮盘。典型地，环状成型体由金属制成，在本实施方式中，环状成型体由镍基合金718制备。然而，本发明不限于此。更具体地，可以使用能够制造在高温下具有高强度的环状成型体的任何金属。作为示例，可以通过使用在高温下具有高强度的镍基合金、铁基合金或钴基合金等来制备环状成型体。

如图1和图2所示，环状成型体包括基部1b，基部1b形成为绕着其中心轴线1a的大致环状。环状成型体1包括一侧凸部1c和另一侧凸部1d，一侧凸部1c和另一侧凸部1d分别从基部1b的位于环状成型体1的中心轴线方向上的两侧突出。两个凸部1c和1d均以沿着环状成型体1的周向延伸的方式形成。注意，在图2中，环状成型体1的一侧凸部1c和另一侧凸部1d在环状成型体1的径向上大致彼此重合。然而，在可选的特征中，环状成型体1的一侧凸部1c和另一侧凸部1d能够在环状成型体1的径向上相对于彼此错开。

将参照图3说明环状成型体1的制造方法的概要。坯料2(如图4所示)经受作为第一锻造的粗锻，由此制备作为第一锻造体的粗锻造体3(如图5所示)(粗锻步骤(第一锻造步骤)S1)。通过穿孔来加工粗锻造体3以便制成穿孔体4(如图6所示)。注意，如果需要，则可以通过中间环状轧制来进一步加工穿孔体4(穿孔步骤S2)。环状轧制穿孔体4，以便制成被构造为环状材料的环状轧制体5(如图8的(a)和图9所示)(环状轧制步骤S3)。通过作为第二锻造的精锻来加工环状轧制体5，以便制成被构造为第二锻造体的上述环状成型体1(精锻步骤(第二锻造步骤)S4)。

以下，将说明环状成型体1的制造方法的各步骤的细节。

[关于粗锻步骤S1]

以下，将说明粗锻步骤S1的细节。如图4所示，通过使用镍基合金718来制备作为待通过粗锻进行加工的材料的如下坯料2：该坯料2形成为绕着中心轴线2a的大致圆柱状，然后，通过使用模具等对坯料2加压以便制备图5所示的粗锻造体3。作为示例，如果通过使用镍基合金718来制备坯料2，则优选的是，在粗锻步骤S1中使用的坯料2用的加热温度在900度至1075度的范围。然而，本发明不限于此。更具体地，如果通过使用除了镍基合金718以外的金属来制备坯料2，则加热温度可以被设定成适合于在上述坯料上所执行的粗锻。

如图5所示，粗锻造体3被形成为包括底部3b和周壁部3c，底部3b形成为绕着中心轴线3a的大致圆板状，周壁部3c随着从底部3b的中心朝向底部3b的中心轴线方向的一侧的方向去而从底部3b的中心朝向底部3b的外周的方向倾斜。注意，在图5中，虚线表示底部3b和周壁部3c之间的边界。在以下说明的穿孔加工中，沿着虚线去除底部3b。在上述粗锻造体3中，如果周壁部3c的半截面以粗锻造体3的中心轴线方向上的最大高度h1的中线3d为基准沿粗锻造体3的中心轴线方向分为一侧区域3e和另一侧区域3f，则穿过一侧区域3e的重心3g和另一侧区域3f的重心3h的直线3i相对于与粗锻造体3的中心轴线3a平行的平行线3j以角度θ1倾斜、即相对于粗锻造体3的中心轴线3a以角度θ1倾斜。优选的是，角度θ1在7度至40度的范围内。

[关于穿孔步骤S2]

以下，将说明穿孔步骤S2的细节。通过诸如利用压力加工冲出(punching outwith press working)或利用水刀切削等进行穿孔来加工粗锻造体3，使得图5所示的粗锻造体3的底部3b被去除。结果，如图6所示，制备了包括沿着中心轴线4a形成的贯通孔4b的穿孔体4。穿孔体4包括与粗锻造体3的周壁部3c对应的周壁部4c。如果需要，则可以通过中间环状轧制来加工穿孔体4。

[关于环状轧制步骤S3]

以下，将说明环状轧制步骤S3。在环状轧制步骤S3中，作为示例，使用图7所示的环状轧制设备11。环状轧制设备11包括：主辊12，其位于穿孔体4的外周侧；和芯辊13，其位于穿孔体4的内周侧。主辊12的外周面与芯辊13的外周面彼此相面对。主辊12被构造成能够绕着穿过主辊12的中心且与穿孔体4的中心轴线4a大致平行地延伸的转动轴线12a转动。主辊12的外周面以与待制备的环状轧制体5的外周面对应的方式倾斜。芯辊13还被构造成能够绕着穿过芯辊13的中心且与穿孔体4的中心轴线4a大致平行地延伸的转动轴线13a转动。芯辊13的外周面以与待制备的环状轧制体5的内周面对应的方式倾斜。然而，本发明不限于此。更具体地，主辊和芯辊可以形成为大致圆柱状，并且主辊和芯辊的转动轴线可以被配置成以分别与待制备的环状轧制体5的外周面和内周面对应的方式倾斜。此外，环状轧制设备11包括位于穿孔体4的在穿孔体4的中心轴线方向上的两侧的一对轴辊14、15。轴辊14的外周面与轴辊15的外周面彼此相面对。各轴辊14、15均被构造成能够绕着穿过对应的轴辊的中心的转动轴线14a、15a转动。

在使用上述环状轧制设备11的环状轧制步骤S3中，首先，将穿孔体4投入环状轧制设备11中。作为示例，如果通过使用镍基合金718来制备穿孔体4，则优选的是，待投入环状轧制设备11中的穿孔体4的加热温度在900度至1050度的范围内。然而，本发明不限于此。更具体地，如果通过使用除了镍基合金718以外的金属来制备穿孔体4，则加热温度可以被设定成适合于在穿孔体4上所执行的环状轧制。主辊12的外周面与穿孔体4的外周面接触，芯辊13的外周面与穿孔体4的内周面接触，此外，轴辊14、15的外周面分别与穿孔体4的在穿孔体4的中心轴线方向上的两侧面接触。在主辊12和芯辊13分别绕着转动轴线12a、13a旋转的同时，主辊12和芯辊13在穿孔体4的径向上夹压穿孔体4。此外，在轴辊14、15分别绕着转动轴线14a、15a旋转的同时，一对轴辊14、15在穿孔体4的中心轴线方向上夹压穿孔体4。结果，制备了环状轧制体5。

环状轧制体5被形成为绕着环状轧制体5的中心轴线5a的大致环状，并且环状轧制体5的半截面形成为倾斜的。更具体地，如图9所示，如果环状轧制体5的半截面以环状轧制体5的中心轴线方向上的最大高度h2的中线5b为基准沿环状轧制体5的中心轴线方向分为一侧区域5c和另一侧区域5d，则穿过一侧区域5c的重心5e和另一侧区域5d的重心5f的直线5g相对于与环状轧制体5的中心轴线5a平行的平行线5h以角度θ2倾斜、即相对于环状轧制体5的中心轴线5a以角度θ2倾斜。优选的是，角度θ2在7度至40度的范围内。此外，更优选的是，角度θ2在10度至25度的范围内。这是因为，如果角度θ2在上述范围内，则能够将足够的应变量赋予在以下说明的精锻步骤S4中的材料使得该材料可以特别适合用作航空器用涡轮盘的材料。在环状轧制体5的一半截面中的角度θ2可以与粗锻造体3的周壁部3c的一半截面中的角度θ1相同或不同。如果角度θ2与角度θ1不同，则穿孔体4可以以改变上述角度的方式被环状轧制。

此外，作为示例，环状轧制体5的外周面可以形成为从环状轧制体5的内周朝向环状轧制体5的外周突出的大致圆弧状。此外，为了形成环状轧制体5的被形成为大致圆弧状的外周面，主辊12的外周面可以以与环状轧制体5的外周面对应的方式、形成为从环状轧制体5的内周朝向环状轧制体5的外周凹陷的大致圆弧状。环状轧制体5的内周面可以形成为从环状轧制体5的外周朝向环状轧制体5的内周突出的大致圆弧状。此外，为了形成环状轧制体5的被形成为上述大致圆弧状的内周面，芯辊13的外周面可以以与环状轧制体5的内周面对应的方式形成为从环状轧制体5的外周朝向环状轧制体5的内周凹陷的大致圆弧状。

[关于精锻步骤S4]

以下，将说明精锻步骤S4。在精锻步骤S4中，使用图8的(a)和图8的(b)所示的一侧模具16和另一侧模具17。一侧模具16包括：凹部16a，其与环状成型体1的一侧凸部1c对应；和开口侧凹部16b，其与环状成型体1的基部1b的一侧区域对应。另一侧模具17包括：凹部17a，其与环状成型体1的另一侧凸部1d对应；和开口侧凹部17b，其与环状成型体1的基部1b的另一侧区域对应。

在精锻步骤S4中，环状轧制体5载置在上述两个模具16、17中，然后，环状轧制体5被两个模具16、17沿环状轧制体5的中心轴线方向夹压。作为示例，如果通过使用镍基合金718来制备环状轧制体5，则优选的是，载置于两个模具16、17的环状轧制体5的加热温度在900度至1050度的范围内。然而，本发明不限此。更具体地，如果环状轧制体5由除了镍基合金718以外的金属制备，则加热温度可以被设定为适合于在环状轧制体5上所执行的精锻的温度。

在配置上述环状轧制体5的状态下，环状轧制体5被位于一侧模具16的凹部16a的外周侧角部16c的外周侧的区域(以下将该区域称作“外周侧支撑区域”)支撑，并且环状轧制体5被位于另一侧模具17的凹部17a的内周侧角部17c的内周侧的区域(以下将该区域称作“内周侧支撑区域”)支撑。注意，上述表述“凹部16a的外周侧角部16c”表示位于一侧模具16的凹部16a的外周面16a1与一侧模具16的开口侧凹部16b的外周侧底面16b1之间的角部，上述表述“凹部17a的内周侧角部17c”表示位于另一侧模具17的凹部17a的内周面17a1与另一侧模具17的开口侧凹部17b的内周侧底面17b1之间的角部。此外，优选的是，环状轧制体5被配置成与除了一侧模具16的外周侧支撑区域和另一侧模具17的内周侧支撑区域以外的区域间隔开。换言之，环状轧制体5的在倾斜直线5g的方向上的两端部分别与两个模具16、17接触，并且环状轧制体5在环状轧制体5的中心轴线方向上以及环状轧制体5的径向上受到两个模具16、17的限制。

特别地，在本实施方式中，如图8的(a)所示，环状轧制体5被在一侧模具16的开口侧凹部16b中的外周侧底面16b1和外周面16b2以及在另一侧模具17的开口侧凹部17b中的内周侧底面17b1和内周面17b2支撑。此外，优选的是，环状轧制体被配置成与除了一侧模具16的开口侧凹部16b中的外周侧底面16b1和外周面16b2以及另一侧模具17的开口侧凹部17b中的内周侧底面17b1和内周面17b2以外的区域间隔开。

此外，在精锻中，呈流体的形式环状轧制体5填满一侧模具16的凹部16a和开口侧凹部16b以及另一侧模具17的凹部17a和开口侧凹部17b。结果，制备了环状成型体1。

根据本实施方式的环状成型体1的制造方法，在精锻步骤S4中，当将环状轧制体5载置在两个模具16、17中时，环状轧制体5被一侧模具16的外周侧支撑区域和另一侧模具17的内周侧支撑区域支撑，此外，环状轧制体5被配置成与除了一侧模具16的外周侧支撑区域和另一侧模具17的内周侧支撑区域以外的区域间隔开。因此，在精锻步骤S4中，能够减小环状轧制体5与两个模具16、17之间的接触面积，结果，在精锻的开始时以及初期阶段能够减少环状轧制体5的材料粘附于两个模具16、17的区域，因而能够对待制备的环状成型体1赋予足够的应变。此外，能够防止环状轧制体5的表面区域的温度与向两个模具16、17的放热对应地降低，因而能够防止在制备的环状成型体1的表面区域中的金属结构的结晶粗大化。因此，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体1。此外，能够减少环状成型体1的对应于死金属区域而设置的多余部分，因而能够实现近净形锻造。此外，即使在环状成型体1的一侧凸部1c和另一侧凸部1d在环状成型体1的径向上彼此错开的情况下，呈流体的形式的环状轧制体5也确实地填满两个模具16、17的凹部16a、17a，因而能够确实地形成环状成型体1的两个凸部1c、1d。

根据本实施方式的环状成型体1的制造方法和被构造为本实施方式的环状材料的环状轧制体5，在精锻的开始时以及初期阶段，载置在两个模具16、17中的环状轧制体5的倾斜角度θ2在7度至40度的范围内。因此，因为倾斜角度θ2为7度以上，所以在精锻步骤S4中能够防止环状轧制体5的纵曲。此外，因为倾斜角度θ2为40度以下，所以在精锻步骤S4中，能够防止由环状轧制体5的旋转造成的不稳定精锻而引起不能获得期望形状的现象(以下，将该现象称作“环状轧制体5的旋转现象”)。因此，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体1。

[第二实施方式]

将说明根据本发明的第二实施方式的环状成型体的制造方法和用于制造环状成型体的环状材料。根据本实施方式的环状成型体的制造方法的基本特征和用于制造环状成型体的环状材料的基本特征与以上说明的第一实施方式的基本特征大致相同。然而，根据本实施方式的环状成型体的制造方法和用于制造环状成型体的环状材料与第一实施方式的制造方法和环状材料的区别如下。

虽然图中未示出，但是在被构造成环状材料的环状轧制体中，以与一侧模具的凹部的外周侧角部对应的方式形成凹陷部。作为示例，在环状轧制之后可以通过诸如切削加工或压力加工等的机械加工来形成凹陷部。在精锻步骤中，该环状轧制体被一侧模具的凹部中的与凹陷部接合的外周侧角部支撑，并且该环状轧制体也被另一侧模具的开口侧凹部中的内周侧底面和内周面支撑。此外，优选的是，环状轧制体被配置成与除了一侧模具的凹部中的外周侧角部以及另一侧模具的开口侧凹部中的内周侧底面和内周面以外的区域间隔开。

根据本实施方式的环状成型体的制造方法和被构造为环状材料的环状轧制体，除了由第一实施方式获得的有益效果以外，还能够获得以下的有益效果。也就是说，因为环状轧制体的凹陷部与一侧模具的凹部中的外周侧角部接合，所以环状轧制体能够被稳定地支撑在两个模具内。因此，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状轧制体。

[第三实施方式]

将说明根据本发明的第三实施方式的环状成型体的制造方法和用于制造环状成型体的环状材料。根据本实施方式的环状成型体的制造方法的基本特征和用于制造环状成型体的环状材料的基本特征与以上说明的第一实施方式的基本特征大致相同。然而，根据本实施方式的环状成型体的制造方法和用于制造环状成型体的环状材料与第一实施方式的制造方法和环状材料的区别如下。

虽然图中未示出，但是在被构造成环状材料的环状轧制体中，以分别与一侧模具的凹部中的外周侧角部和另一侧模具的凹部中的内周侧角部对应的方式形成凹陷部。作为示例，在环状轧制之后，可以通过诸如切削加工或压力加工等的机械加工来形成凹陷部。在精锻步骤中，该环状轧制体被一侧模具的凹部中的与两个凹陷部中对应的凹陷部接合的外周侧角部支撑，并且该环状轧制体也被另一侧模具的凹部中的内周侧角部支撑。此外，优选的是，环状轧制体被配置成与除了一侧模具的凹部中的外周侧角部以及另一侧模具的开口侧凹部中的内周侧角部以外的区域间隔开。

根据本实施方式的环状成型体的制造方法和用于制造环状成型体的环状材料，除了由第一实施方式获得的有益效果以外，还能够获得以下的有益效果。也就是说，因为环状轧制体的凹陷部分别与一侧模具的凹部中的外周侧角部和另一侧模具的凹部中的内周侧角部接合，所以环状轧制体能够被稳定地支撑在两个模具内。因此，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状轧制体。

以上说明了本发明的实施方式；然而，本发明不限于此。更具体地，能够基于本发明的技术思想通过各种变型和改变来实现本发明。

例如，作为本发明的变型例，可以采用以下特征。也就是说，在该特征中，如果在精锻步骤S4中使用的两个模具16、17的凹部16a、17a以与环状成型体1的在径向上错开的一侧凸部1c和另一侧凸部1d对应的方式在环状成型体1的径向上错开，则环状轧制体5能够在环状轧制体5的一半截面没有倾斜的状态下、即在一半截面的倾斜角度θ2为0度的状态下被支撑。在该特征中，例如，环状轧制体5的一半截面可以形成为大致矩形形状，此外，两个模具16、17的凹部16a、17a之间的在环状轧制体5的径向上的错开量可以比在环状轧制体5的径向上的一侧截面的厚度小。在该特征中，环状轧制体5能够被一侧模具16的外周侧支撑区域和另一侧模具17的内周面侧支撑区域支撑。如果采用上述特征，则能够以抑制死金属现象的方式实现锻造。然而，出于环状轧制体5的稳定配置和环状轧制体5的形状的自由度的观点，优选的是，采用环状轧制体的一半截面倾斜的特征。

实施例

将说明本发明的实施例。在本实施例中，待制备的环状成型体1具有如下尺寸：最大外径为1090mm、径向上的最大厚度为120mm以及中心轴线方向上的最大高度为110mm。在用于制备该环状成型体1的精锻步骤S4中，分别在如下多种配置状态下执行精锻步骤S4：环状轧制体5的倾斜的一半截面的倾斜角度θ2被设定为5度、7度、10度、20度、25度、30度、40度、45度或50度。在各配置状态下的锻造步骤中，确认是否发生环状轧制体5的纵曲。此外，在各配置状态下的锻造步骤中，确认是否发生环状轧制体5的旋转现象。

作为上述确认的结果，在倾斜角度θ2为5度的情况下，发生了环状轧制体5的纵曲。在倾斜角度θ2分别为45度和50度的各情况下，发生了环状轧制体5的旋转现象。另一方面，在倾斜角度θ2分别为7度、10度、20度、30度和40度的各情况下，能够确实且有效率地制备减少了死金属区域的环状成型体1。特别是在倾斜角度θ2分别为10度、20度、25度的各情况下，能够更确实且更有效率地制备如下的环状成型体1：在该环状成型体1中，充分地赋予了适合于航空器用涡轮盘的材料的应变，并且减少了死金属区域。

附图标记说明

1 环状成型体

1a 中心轴线

1c 一侧凸部

1d 另一侧凸部

5 环状轧制体(环状材料)

5a 中心轴线

5b 中线

5c 一侧区域

5d 另一侧区域

5e、5f 重心

5g 直线

5h 平行线

16 一侧模具

16a 凹部

16c 凹部的外周侧角部

17 另一侧模具

17a 凹部

17c 凹部的内周侧角部

h1、h2 最大高度

θ1、θ2 角度

S1 粗锻步骤(第一锻造步骤)

S2 穿孔步骤

S3 环状轧制步骤

S4 精锻步骤(第二锻造步骤)

Claims (3)

1.一种环状成型体的制造方法，其用于制造具有两个凸部的环状成型体，所述两个凸部分别在所述环状成型体的中心轴线方向上的两侧突出且沿所述环状成型体的周向延伸，所述制造方法包括：

制备所述环状成型体的步骤，在该步骤中，将环状材料载置在分别形成有与所述凸部分别对应的凹部的两个模具内，使得所述环状材料仅被位于所述两个模具中的一者的所述凹部的外周侧角部的外周侧的区域以及位于所述两个模具中的另一者的所述凹部的内周侧角部的内周侧的区域支撑，然后以所述环状材料在所述环状材料的中心轴线方向上被所述两个模具加压的方式来锻造所述环状材料，由此制备所述环状成型体。

2.根据权利要求1所述的环状成型体的制造方法，其特征在于，

在载置在所述两个模具内的所述环状材料的一半截面以所述环状材料的在所述环状材料的中心轴线方向上的最大高度的中央为基准沿所述环状材料的中心轴线方向分为一侧区域和另一侧区域的情况下，穿过所述一侧区域的重心和所述另一侧区域的重心的直线相对于所述环状材料的中心轴线以在7度至40度的范围的角度倾斜。

3.一种环状材料，其用于经受锻造以制备具有两个凸部的环状成型体，所述两个凸部分别在所述环状成型体的中心轴线方向上的两侧突出且沿所述环状成型体的周向延伸，其中，

在所述环状材料的一半截面以所述环状材料的在所述环状材料的中心轴线方向上的最大高度的中央为基准沿所述环状材料的中心轴线方向分为一侧区域和另一侧区域的情况下，穿过所述一侧区域的重心和所述另一侧区域的重心的直线相对于所述环状材料的中心轴线以在7度至40度的范围的角度倾斜。