CN108247288A - 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法 - Google Patents

一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108247288A
CN108247288A CN201711369100.1A CN201711369100A CN108247288A CN 108247288 A CN108247288 A CN 108247288A CN 201711369100 A CN201711369100 A CN 201711369100A CN 108247288 A CN108247288 A CN 108247288A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium alloy
alloy thin
ring
temperature
rolling
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
CN201711369100.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王攀智
张华�
吴永安
谢撰业
王华东
杨家典
邹朝江
徐周进
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.)
GUIZHOU AVIATION TECHNICAL DEVELOPMENT Co Ltd
Original Assignee
GUIZHOU AVIATION TECHNICAL DEVELOPMENT Co Ltd
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 GUIZHOU AVIATION TECHNICAL DEVELOPMENT Co Ltd filed Critical GUIZHOU AVIATION TECHNICAL DEVELOPMENT Co Ltd
Priority to CN201711369100.1A priority Critical patent/CN108247288A/zh
Publication of CN108247288A publication Critical patent/CN108247288A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

Ti6242(AMS4976)钛合金薄壁环是主要应用于民用航空发动机短舱位置的一类重要零部件,在零件进行机械加工时常出现变形问题,零件尺寸一致性和稳定性较差。造成加工变形的主要因素主要为为环坯内部应力较高,且分布不均匀,如何最大限度的降低环件内应力,且使内应力较均匀分布,是解决该部件机械加工变形问题的关键因素。本发明所述的制造加工方法,从换件预制坯阶段就开始严格控制各个阶段的变形量和变形速率,最后轧制时还通过使用套装模具的轧制方式,保证了轧制过程中工件内应力的均匀分布,再通过胀形,使得锻件的内应力得到很好的降低,最后通过热处理,进一步稳定了Ti6242钛合金薄壁环件应力分布,得到应力符合机械加工要求的Ti6242钛合金薄壁环件。

Description

一种T i 6242钛合金薄壁环件的加工制造方法
技术领域
[0001] 本发明属于金属加工制造领域,具体涉及一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造 方法。
背景技术
[0002] Ti6242属于近a合金,国内牌号为TA19,因其良好的高温性能可用于航空发动机压 气机部件和飞机蒙皮材料。Ti6242合金的名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo,其中添加铝是 一种有效的a稳定元素;添加钼是中等含量的强两急定元素;而添加的锡和锆是固溶强化元 素,对相的稳定作用是中性的;这些合金元素的综合作用是产生一种弱@稳定的a+0合金,由 于该合金是弱0稳定合金,所以该合金为近a型的a+e合金。Ti6242 (AMS4976)钛合金薄壁环 是主要应用于民用航空发动机短舱位置的一类重要零部件,在零件进行机械加工时常出现 变形问题,零件尺寸一致性和稳定性较差。造成加工变形的主要因素主要为为环坯内部应 力较高,且分布不均匀,如何最大限度的降低环件内应力,且使内应力较均匀分布,是解决 该部件机械加工变形问题的关键因素。
[0003] 中国专利(公开号:CN106586911A)公开了一种低应力TC4钛合金环件制造方法,使 用冷胀形的方法对工件进行去应力操作,但由于TC4钛合金与Ti6242钛合金的性质差异较 大,对Ti6242l太合金进行冷胀形的去应力方法并不能很好的去除其内部的应力,此外,在乳 制过程中,上述方法并没有采取措施,用于解决在轧制过程中产生的内部应力分布不均匀 的问题。
发明内容
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供了一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方 法。
[0005] 本发明通过以下技术方案得以实现。
[0006] 本发明提供的一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,包括以下步骤:
[0007] 步骤一:将Ti6242钛合金下料为棒料,放入炉中进行加热,加热至温度为91〇_975 。。;
[0008] 步骤二:对加热后的棒料进行保温,使其温度控制在93〇_950°C,然后将棒料放入 锻压机中进行镦粗冲孔,制成环形坯;
[0009] 步骤三:将环形坯进行加热,使其温度控制在%〇-975 °C,对环形坯进行多火次乳 制,每一火次轧制将环形坯的变形量控制在3〇±2%,环形坯胀大速率控制在3-7mm/s,当环 形坯到达预计尺寸后停止乳制;
[0010] 步骤四:将环形坯进行加热,使其温度控制在95〇_975°C,在环形坯的外部套装轧 制模具,控制轧制芯辊的进给速度为0 • 5mm/s进行轧制,当达到目标尺寸时降低乳制芯辊的 进给速度为〇. 〇5mm/s进行校园,然后取出得到Ti6242钛合金薄壁环件;
[0011] 步骤五:将Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,使其温度控制在91〇_93(TC,对其进 行胀形加工,第一次胀形量为0.6 %〜1.2 %,第二次胀形将环形坯加工至设计尺寸;
[0012]步骤六:将胀形后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在980°C,并 保温60min,然后将Ti6242钛合金薄壁环件取出进行空冷;
[0013]步骤七:将冷却后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在593°C,并 保温8小时以上,随后取出Ti6242钛合金薄壁环件进行空冷,得到成品件。
[0014] 步骤三中所述的预计尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的99± 1 %。
[0015] 步骤四中所述的目标尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的100± 1 %。
[0016] 步骤四中所述的乳制模具,也为钛合金环件,其壁厚为30-50mm,乳制模具的高度 与Ti6242钛合金薄壁环件的高度一致,乳制模具的内径尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件外径 设计尺寸的101 %。
[0017] 在步骤五进行加热前,还包括对Ti6242钛合金薄壁环件的表面刷保温涂料的过 程。
[0018] 在步骤三中环形坯胀大速率控制在5mm/s。
[0019]在步骤五中,完成第二次胀形后再重复进行一次胀形加工,使Ti6242钛合金薄壁 环件尺寸稳定。
[0020] 在步骤四中,当Ti6242钛合金薄壁环件的外径设计尺寸为1400-1800mm,壁厚设计 尺寸为20-25mm时,选取轧制模具的厚度为40mm。
[0021] 本发明的有益效果在于:本发明所述的制造加工方法,从换件预制坯阶段就开始 严格控制各个阶段的变形量和变形速率,最后乳制时还通过使用套装模具的轧制方式,保 证了乳制过程中工件内应力的均匀分布,再通过胀形,使得锻件的内应力得到很好的降低, 最后通过热处理,进一步稳定了 Ti6242钛合金薄壁环件应力分布,得到应力符合机械加工 要求的Ti6242钛合金薄壁环件。
具体实施方式
[0022]下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
[0023] 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,包括以下步骤:
[0024]步骤一:将Ti6242钛合金下料为棒料,放入炉中进行加热,加热至温度为910-975 °C;
[0025]步骤二:对加热后的棒料进行保温,使其温度控制在930-950°C,然后将棒料放入 锻压机中进行镦粗冲孔,制成环形坯;
[0026] 步骤三:将环形坯进行加热,使其温度控制在950-975°C,对环形坯进行多火次乳 制,每一火次乳制将环形坯的变形量控制在30±2%,环形坯胀大速率控制在3-7mm/s,当环 形坯到达预计尺寸后停止轧制;
[0027] 步骤四:将环形坯进行加热,使其温度控制在950-975°C,在环形坯的外部套装轧 制模具,控制乳制芯辊的进给速度为0.5mm/s进行轧制,当达到目标尺寸时降低乳制芯辊的 进给速度为〇. 〇5mra/s进行校园,然后取出得到Ti6242钛合金薄壁环件;
[0028] 步骤五:将Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,使其温度控制在910-930°C,对其进 行胀形加工,第一次胀形量为0.6 %〜1.2 %,第二次胀形将环形坯加工至设计尺寸;
[0029] 步骤六:将胀形后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在980°C,并 保温60min,然后将Ti6242钛合金薄壁环件取出进行空冷;
[0030] 步骤七:将冷却后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在593°C,并 保温8小时以上,随后取出Ti6242钛合金薄壁环件进行空冷,得到成品件。
[0031] 步骤三中所述的预计尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的99±1%。
[0032] 步骤四中所述的目标尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的100 ± 1 %。
[0033] 步骤四中所述的乳制模具,也为钛合金环件,其壁厚为30-50mm,乳制模具的高度 与Ti6242钛合金薄壁环件的高度一致,乳制模具的内径尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件外径 设计尺寸的101 %。
[0034] 在步骤五进行加热前,还包括对Ti6242钛合金薄壁环件的表面刷保温涂料的过 程。
[0035] 在步骤三中环形坯胀大速率控制在5mm/s。
[0036] 在步骤五中,完成第二次胀形后再重复进行一次胀形加工,使Ti6242钛合金薄壁 环件尺寸稳定。
[0037] 在步骤四中,当Ti6242钛合金薄壁环件的外径设计尺寸为1400-1800mm,壁厚设计 尺寸为20-25mm时,选取乳制模具的厚度为40mm。
[0038] 本发明在不同加热工序中选用了不同的加热温度:墩粗冲孔阶段使用中间加热温 度,防止变形过程中环坯温度升到引起过热过烧;乳制阶段选用较高加热温度,避免环坯壁 厚薄时散热过快;胀形加热选用最低加热温度,防止转移过程变形。
[0039]在终轧制过程中带工装乳制,提高乳制稳定性,使环件内应力均匀分布,经过胀形 处理,有效降低环件的内应力。
[0040]本发明所述的制造加工方法,从换件预制坯阶段就开始严格控制各个阶段的变形 量和变形速率,最后轧制时还通过使用套装模具的乳制方式,保证了轧制过程中工件内应 力的均匀分布,再通过胀形,使得锻件的内应力得到很好的降低,最后通过热处理,进一步 稳定了 Ti6242钛合金薄壁环件应力分布,得到应力符合机械加工要求的Ti6242钛合金薄壁 环件。

Claims (8)

1.一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤一:将Ti6242钛合金下料为棒料,放入炉中进行加热,加热至温度为910-9751; 步骤二:对加热后的棒料进行保温,使其温度控制在93〇-%0°C,然后将棒料放入锻压 机中进行镦粗冲孔,制成环形坯; 步骤三:将环形坯进行加热,使其温度控制在950-075°C,对环形坯进行多火次轧制,每 一火次乳制将环形述的变形量控制在30 ± 2 %,环形还胀大速率控制在3-7mm/s,当环形述 到达预计尺寸后停止轧制; 步骤四:将环形坯进行加热,使其温度控制在95〇-975°C,在环形坯的外部套装乳制模 具,控制乳制芯辊的进给速度为〇 • 5mm/s进行乳制,当达到目标尺寸时降低乳制芯辊的进给 速度为0.05mm/s进行校园,然后取出得到Ti6242钛合金薄壁环件; 步骤五:将Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,使其温度控制在910-930°C,对其进行胀 形加工,第一次胀形量为0.6 %〜1.2 %,第二次胀形将环形坯加工至设计尺寸; 步骤六:将胀形后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在980°C,并保温 60min,然后将Ti6242钛合金薄壁环件取出进行空冷; 步骤七:将冷却后的Ti6242钛合金薄壁环件进行加热,将其温度控制在593°C,并保温8 小时以上,随后取出Ti6242钛合金薄壁环件进行空冷,得到成品件。
2. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:步骤三中 所述的预计尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的99 ± 1 %。
3. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:步骤四中 所述的目标尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件设计尺寸的100 ± 1 %。
4. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:也为钛合 金环件,其壁厚为30_50mm,轧制模具的高度与Ti6242钛合金薄壁环件的高度一致,乳制模 具的内径尺寸为Ti6242钛合金薄壁环件外径设计尺寸的101 %。
5. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:在步骤五 进行加热前,还包括对Ti6242钛合金薄壁环件的表面刷保温涂料的过程。
6. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:在步骤三 中环形坯胀大速率控制在5mm/s。
7. 如权利要求1所述的H6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:在步骤五 中,完成第二次胀形后再重复进行一次胀形加工,使Ti6242钛合金薄壁环件尺寸稳定。
8. 如权利要求1所述的Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法,其特征在于:当Ti6242 钛合金薄壁环件的外径设计尺寸为1400_1800mm,壁厚设计尺寸为20-25mm时,选取乳制模 具的厚度为40mm。
CN201711369100.1A 2017-12-18 2017-12-18 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法 Pending CN108247288A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711369100.1A CN108247288A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711369100.1A CN108247288A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108247288A true CN108247288A (zh) 2018-07-06

Family

ID=62722664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711369100.1A Pending CN108247288A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108247288A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109352289A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种gh4169合金环件的成型工艺方法
CN111085828A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 西北工业大学 一种应力均匀高温合金环件的成形方法
CN111098092A (zh) * 2019-12-09 2020-05-05 贵州航宇科技发展股份有限公司 一种芯轴拔长ta15高筒件整形方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102085555A (zh) * 2010-12-10 2011-06-08 贵州航宇科技发展有限公司 Tc25钛合金薄壁环件的辗轧成形方法
JP2013248627A (ja) * 2012-05-30 2013-12-12 Kobe Steel Ltd リング材の熱間圧延方法
CN103722107A (zh) * 2013-12-16 2014-04-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 钛合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN105033125A (zh) * 2015-06-08 2015-11-11 西北工业大学 一种钛合金等厚薄壁异形环件轧胀复合成形方法
CN105382158A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 贵州安大航空锻造有限责任公司 α相钛合金多台阶大型异形环件的成形方法
WO2016055098A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Aktiebolaget Skf Steel alloy
CN106583611A (zh) * 2016-12-01 2017-04-26 贵州安大航空锻造有限责任公司 低应力tc4钛合金环件制造方法
CN106623704A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 贵州安大航空锻造有限责任公司 低应力2a70铝合金环件制造方法
CN107350405A (zh) * 2017-07-19 2017-11-17 湖南金天钛业科技有限公司 Ta19钛合金大规格棒材的自由锻造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102085555A (zh) * 2010-12-10 2011-06-08 贵州航宇科技发展有限公司 Tc25钛合金薄壁环件的辗轧成形方法
JP2013248627A (ja) * 2012-05-30 2013-12-12 Kobe Steel Ltd リング材の熱間圧延方法
CN103722107A (zh) * 2013-12-16 2014-04-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 钛合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
WO2016055098A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-14 Aktiebolaget Skf Steel alloy
CN105033125A (zh) * 2015-06-08 2015-11-11 西北工业大学 一种钛合金等厚薄壁异形环件轧胀复合成形方法
CN105382158A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 贵州安大航空锻造有限责任公司 α相钛合金多台阶大型异形环件的成形方法
CN106583611A (zh) * 2016-12-01 2017-04-26 贵州安大航空锻造有限责任公司 低应力tc4钛合金环件制造方法
CN106623704A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 贵州安大航空锻造有限责任公司 低应力2a70铝合金环件制造方法
CN107350405A (zh) * 2017-07-19 2017-11-17 湖南金天钛业科技有限公司 Ta19钛合金大规格棒材的自由锻造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马驰 等: "《热处理对Ti6242S钛合金组织性能及探伤的影响》", 《材料开发与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109352289A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种gh4169合金环件的成型工艺方法
CN111098092A (zh) * 2019-12-09 2020-05-05 贵州航宇科技发展股份有限公司 一种芯轴拔长ta15高筒件整形方法
CN111085828A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 西北工业大学 一种应力均匀高温合金环件的成形方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108247288A (zh) 一种Ti6242钛合金薄壁环件的加工制造方法
CN106670359B (zh) 一种gh4169合金环件及其制备方法
CN107138538B (zh) 一种细化高温合金环形锻件晶粒度的锻造方法
CN104139141A (zh) 钛合金环形件等轴晶锻造成形方法
CN106363352B (zh) 一种高强度铝合金环锻件的制造工艺
CN108746447B (zh) 一种高强耐蚀铝合金锻件制造工艺
CN104551561A (zh) 一种螺母的加工工艺
CN106637012A (zh) 低应力gh4169高温合金环件制造方法
CN103522007A (zh) 一种tc25钛合金环件制造方法
CN108034911B (zh) 叶片用高均匀tc11合金棒材的制备方法
CN106623704A (zh) 低应力2a70铝合金环件制造方法
CN107345290B (zh) 一种tc4钛合金薄壁环件的制造方法
CN109079072A (zh) 大型tc4合金环件组织均匀性锻造方法
CN111069496B (zh) 一种gh4738合金匀晶环锻件的制备方法
CN106583611A (zh) 低应力tc4钛合金环件制造方法
CN108890218B (zh) 一种高强耐热铝合金锻件制造工艺
CN102689151A (zh) Gh4033高温合金异截面大型环件液态模锻轧制复合成形方法
CN110205571B (zh) 一种tc18钛合金大尺寸棒材的制备方法
CN102989986A (zh) 一种tc4合金大型鼓筒锻件的锻造工艺
CN110814250B (zh) 一种盘形锻件的成形方法
US10022769B2 (en) Method for producing a shaped part from an aluminum alloy sheet
CN105436232A (zh) 一种高质量铪棒材的制备方法
CN106903248A (zh) 锻造方法
CN107952922A (zh) 一种TiAl合金开坯锻造的方法
CN107497979A (zh) 低应力不锈钢环件制造方法

Legal Events

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

Application publication date: 20180706