CN108080544A

CN108080544A - 一种压气机双安装板静子叶片坯料成形方法

Info

Publication number: CN108080544A
Application number: CN201711184754.7A
Authority: CN
Inventors: 邰清安; 王丹; 关红; 张士宏; 程明; 陈岩
Original assignee: AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Current assignee: AECC Shenyang Liming Aero Engine Co Ltd
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2018-05-29

Abstract

本发明的目的在于提供一种高效节材、可自动化连续生产的航空发动机双安装板静子叶片坯料轧‑锻成形方法，具体步骤为：1)、依据静子叶片材料的热塑性成形性能，确定加热与变形工艺条件；2)、根据锻件图尺寸，设计楔横轧制坯图及模具；3)、根据塑性加工体积不变原则以及工序加工余量，计算出下料规格并精确下料；4)、将棒料加热至轧制温度并保温一定时间，确保棒料温度均匀；5)、在楔横轧机上进行棒料轧制；6)、将楔横轧预制坯加热至锻造温度进行预锻和终锻，最后进行热处理，以满足零件组织和性能需要。本发明采用楔横轧制坯技术，使静子叶片成型满足节材降耗和高性能制件的成型要求。

Description

一种压气机双安装板静子叶片坯料成形方法

技术领域

本发明涉及压气机双安装板静子叶片的制坯成型方法，具体说是一种静子叶片的轧-锻成形方法。

背景技术

楔横轧技术是一种高效、净近成形的金属塑性成形工艺。加工时材料同时发生径向压缩变形和轴向延伸变形，能充分发挥金属材料的塑性潜力。与其它轧制成形相比，楔横轧可高效地加工出变截面零件，利用该工艺所轧制的产品具有较高的强度和耐磨性，适用于各种结构钢、工具钢、铜基、钛基、镍基和钴基等合金进行塑性加工。目前，楔横轧技术在世界范围内受到重视，主要用于汽车轴类件和工程机械轴类件的生产。

航空发动机是一类重要的动力装置，其中的压气机静子叶片可以通过调整气流方向使气流减速增压，对于能量转换起关键作用。这类形状极复杂、材料昂贵的零件,由于服役环境恶劣，在成形精度、微观组织控制、力学性能和使用可靠性方面有着更高的要求。目前短档距静子叶片由于制坯困难，大多采用机械加工的方式来进行，效率低、自动化程度低、材料利用率差、金属流线被切断，不能满足节材降耗和高性能制件的加工要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效节材、可自动化连续生产的航空发动机静子叶片轧-锻成形方法，采用楔横轧制坯技术，使静子叶片成型满足节材降耗和高性能制件的成型要求。

本发明技术方案为：

一种压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于，采用轧-锻成形方法来加工双安装板静子叶片，具体步骤为：

1)、依据静子叶片材料的热塑性成形性能，确定加热与变形工艺条件；

2)、根据锻件图尺寸，设计楔横轧制坯图及模具；

3)、根据塑性加工体积不变原则以及工序加工余量，计算出下料规格并精确下料；

4)、将棒料加热至轧制温度并保温一定时间，确保棒料温度均匀；

5)、在楔横轧机上对棒料进行轧制；

6)、将楔横轧预制坯加热至锻造温度进行预锻和终锻，以及后续的热处理，以满足零件组织和性能需要。

本发明所述压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于：所述叶片采用GH4169高温合金制备。

作为优选的技术方案：

步骤4)中，将棒料加热至1000℃～1040℃，保温时间15min～30min。

步骤5)中，棒料轧制的工艺参数为：变形量控制在60％以下，变形速度控制在0.3～1.0m/S，￠60以内的棒料均可进行轧制成型。

步骤6)中，按变形量40％-60％在预锻模和终锻模上成型。

与现有技术相比，本发明采用轧-锻成形方法来加工双安装板静子叶片，通过高效节材、可自动化连续生产的楔横轧工艺配合锻造加工，优势在于：

1、使用于双安装板静子叶片的难变形材料在加工过程中的利用率提高近30％；

2、通过楔横轧坯料的设计，可以实现一步单件、一步两件甚至一步多件加工，大幅度提高加工效率；

3、楔横轧加工使金属流线得以完整保留，相比于金属流线被切断的机械加工，制件的性能更加优越；

4、楔横轧加工在加热、上料、下料等环节易于实现自动化，同时可以配合后续的热处理和锻造加工构成一体化连续生产线。

附图说明

图1一步单件楔横轧制坯图。

图2一步双件楔横轧制坯图。

附图标记：1、叶身，2、安装板，3、切口。

具体实施方式

实施例1

1)材料：高温合金GH4169，规格一；一步单件；

2)根据锻件图，设计楔横轧制坯图及模具，见附图1；

3)根据制坯图计算棒料直径和下料长度；

4)棒料加热温度1000℃～1040℃，保温时间15min；

5)在楔横轧模具上成型：变形量控制在60％以下，变形速度控制在0.3m/S；

6)按变形量40％-60％在预锻模和终锻模上成型；

7)锻件热处理；

8)组织及性能检测：取楔横轧坯料2件同最终成型锻件一起进行热处理，按楔横轧坯料中间直径加工成圆棒料，再按预锻、终锻成型的变形量进行压扁，取板状试样进行性能检测。组织从热处理后的最终成型锻件上取高、低倍组织进行检测，达到技术标准的要求。由于采用楔横轧制坯使组织得到了细化，经检测锻件组织达9～10级，性能达高强水平。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：

步骤4)中，棒料保温时间为25min；

步骤5)中，变形速度控制在1.0m/S。

实施例3

1)材料：高温合金GH4169，规格二，一步双件；

2)根据锻件图，设计楔横轧制坯图及模具，见附图2，此制坯一件中间切开成两件坯料，中间切口留4mm；

3)根据制坯图计算棒料直径和下料长度；

4)棒料加热温度1000℃～1040℃，保温时间20min；

5)在楔横轧模具上成型：变形量控制在60％以下，变形速度控制在0.5m/S；

6)一件制坯件从中间切开，变成两件坯料；

7)单件坯料按变形量40％-60％在预锻模和终锻模上成型；

8)锻件热处理；

9)组织及性能检测：取楔横轧坯料2件同最终成型锻件一起进行热处理，按楔横轧坯料中间直径加工成圆棒料，再按预锻、终锻成型的变形量进行压扁，取板状试样进行性能检测。组织从热处理后的最终成型锻件上取高、低倍组织进行检测，达到技术标准的要求。由于采用楔横轧制坯使组织得到了细化，经检测锻件组织达9～10级，性能达高强水平。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于，采用轧-锻成形方法来加工双安装板静子叶片，具体步骤为：

2)、根据锻件图尺寸，设计楔横轧制坯图及模具；

3)、根据塑性加工体积不变原则以及工序加工余量，计算出下料规I格并精确下料；

5)、在楔横轧机上对棒料进行轧制；

6)、将楔横轧预制坯加热至锻造温度进行预锻和终锻，并进行后续的热处理。

2.按照权利要求1所述压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于：所述叶片采用GH4169高温合金制备。

3.按照权利要求1所述压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于：步骤4)中，将棒料加热至1000℃～1040℃，保温时间15min～30min。

4.按照权利要求1所述压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于：步骤5)中，棒料轧制的工艺参数为：变形量控制在60％以下，变形速度控制在0.3～1.0m/S。

5.按照权利要求1所述压气机双安装板静子叶片坯料成形方法，其特征在于：步骤6)中，按变形量40％-60％在预锻模和终锻模上成型。