CN110976746A - 一种gh141合金锻件成型方法 - Google Patents

一种gh141合金锻件成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锻造热加工领域，涉及一种GH141合金锻件成型方法。该方法包括：将毛坯加热至制坯温度1100℃至1150℃并保温，保温结束后对毛坯进行镦饼其中墩饼的变形量为第一变形量，第一变形量为40％至50％；将饼坯加热至冲孔温度并保温，保温结束后对饼坯进行冲孔其中冲孔过程锻造火次及变形量根据锻件实际尺寸设置；对饼坯进行马扩和平端面处理得到环件；对环件进行扩孔得到锻件。本发明通过温度控制、锻件生产火次控制，特别是各环节工艺参数的控制，使得每一火次的变形量严格与晶粒要求一致，使得产品满足最终所需要求，有效提高产品成品率。

Description

一种GH141合金锻件成型方法
技术领域
本发明属于锻造热加工领域，涉及一种GH141合金锻件成型方法。
背景技术
GH141是沉淀硬化型镍基变形高温合金，在650℃～900℃范围内有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能，是和制造在870℃以下要求有高强度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天发动机高温零件部分。由于其优良的综合性能，在航空、航天等领域得到广泛的应用，是目前国外航空发动机上使用最为广泛的高温合金之一。
由于GH141合金锻件对内部组织的要求不同，致使对锻件的生产参数控制要求不同，如果生产参数控制不到位，使得每一参数的变化，都直接影响锻件的内部组织，使得产品无法满足最终所需要求，造成产品报废而产生很大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的：提供一种通过对生产参数控制来满足内部组织要求需要设定合理的工艺技术参数，达到锻件最终所需要求，减少产品报废而造成很大的资源浪费的GH141合金锻件成型方法。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种GH141合金锻件成型方法，包括：
将毛坯加热至制坯温度1100℃至1150℃并保温，保温结束后对毛坯进行镦饼其中墩饼的变形量为第一变形量，第一变形量为40％至50％；
将饼坯加热至冲孔温度并保温，保温结束后对饼坯进行冲孔其中冲孔过程锻造火次及变形量根据锻件实际尺寸设置；
对饼坯进行马扩和平端面处理得到环件；
对环件进行扩孔得到锻件。
进一步地，对饼坯进行马扩和平端面处理得到环件，具体包括：
将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对环件进行第一马扩，其中第一马扩的变形量不小于第二变形量；
将第一马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第一平端面，其中第一平端面的变形量不小于第三变形量；
将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对对环件进行第二马扩，其中第二马扩的变形量不小于第四变形量；
将第二马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第二平端面，第二平端面的变形量不小于第五变形量。
进一步地，冲孔温度为1080℃至1130℃，马扩温度为1100℃至1140℃，平端面温度1090℃至1120℃。
进一步地，在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，第二变形量和第四变形量为20％至25％，第三变形量和第五变形量为10％至15％。
进一步地，在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，第二变形量和第四变形量为25％至30％，第三变形量和第五变形量为15％至20％。
进一步地，在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，第二变形量和第四变形量为30％至35％，第三变形量和第五变形量为20％至25％。
进一步地，对环件进行扩孔得到锻件，具体包括：
将环件加热至预扩温度并保温，保温结束后对环件进行预扩，其中预扩变形量不小于第六变形量；
将环件加热至终扩温度并保温，保温结束后对环件进行终扩，其中终扩变形量不小于第七变形量。
进一步地，预扩温度为1100℃至1140℃，终扩温度为1090℃至1130℃。
进一步地，在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，第六变形量为15％至20％，第七变形量为20％至25％；
在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，第六变形量为20％至25％，第七变形量为25％至30％；
在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，第六变形量为25％至30％，第七变形量为30％至35％。
进一步地，在将环件加热至终扩温度并保温之后终扩之前，还包括用保温材料包套回炉保温40min。
本发明的有益效果：
本发明GH141合金环形锻件成型方法通过温度控制、锻件生产火次控制，特别是各环节工艺参数的控制，包括温度、时间及变形量的控制，使得每一火次的变形量严格与晶粒要求一致，使得产品满足最终所需要求，有效提高产品成品率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种GH141合金锻件成型方法，所包括的镦饼、冲孔、马扩、平端面、预扩、扩孔六个环节中，对生产所需加热温度和变形量分别进行控制，其中镦饼、冲孔、马扩、平端面、预扩、扩孔各生产工步的生产参数不一致。
在生产参数中对变形量的控制也不相同，墩饼的变形量为40％至50％
马扩的变形量在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，变形量为20％至25％，在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，变形量为25％至30％，在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，变形量为30％至35％；
平端面在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，变形量形量为10％至15％。在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，变形量为15％至20％。在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，变形量为20％至25％；
预扩在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，变形量为15％至20％，在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，形量为20％至25％，在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，变形量为25％至30％；
扩孔在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，变形量为20％至25％；在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，变形量为25％至30％；在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，变形量为30％至35％；
所述六个环节中加热采用两台阶预热加热，其中，镦饼加热至制坯温度1100℃-1150℃冲孔温度为1080℃至1130℃，马扩温度为1100℃至1140℃，平端面温度1090℃至1120℃。预扩温度为1100℃至1140℃，终扩温度为1090℃至1130℃。并保温加热温度随锻造工步的变化而变化。
所述的GH141合金锻件成型方法，具体步骤如下：
第一步：将毛坯加热至制坯温度1100℃-1150℃并保温，保温结束后对毛坯进行镦饼其中墩饼的变形量为第一变形量为40％至50％；饼坯机加车内孔单边至少5mm；并倒内孔上下端面倒角，并吹砂，打磨；
第二步：将饼坯加热至冲孔温度并保温，保温结束后对饼坯进行冲孔其中冲孔过程锻造火次及变形量根据锻件实际尺寸设置；
第三步：将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对环件进行第一马扩，其中第一马扩的变形量不小于第二变形量；
第四步：将第一马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第一平端面，其中第一平端面的变形量不小于第三变形量；
第五步：将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对对环件进行第二马扩，其中第二马扩的变形量不小于第四变形量；
第六步：将第二马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第二平端面，第二平端面的变形量不小于第五变形量。
第六步：将环件加热至预扩温度并保温，保温结束后对环件进行预扩，其中预扩变形量不小于第六变形量；
第七步：在将环件加热至终扩温度并保温之后终扩之前，还包括用保温材料包套回炉保温30min到50min。保温结束后对环件进行终扩，对扩孔设备中所用的碾压棍和碾压轮均要求预热温度在250℃-300℃，其中终扩变形量不小于第七变形量。
第八步：根据热处理规格对锻件进行热处理；
第九步：将锻件进行理化测试，各项性能指标达到标准，晶粒度达到要求。(注：在上述锻造过程中发现裂纹时应立即停锻，在吹沙、打磨排除缺陷后再重新加热锻造。)
实施例：
下面给出某具体实施例：
本发明所述的第1级内环锻件，零件尺寸
Figure BDA0002326562230000051
材料：GH141，类别Ⅱ，工艺规程要求下料规格：
Figure BDA0002326562230000052
重量：30.7Kg，锻件的全面性能指标及晶粒度要求应符合xx-0504标准的要求(晶粒度要求4级)。
其锻造步骤详细如下：
第一步：
Figure BDA0002326562230000053
批料入电炉按890℃入炉保温90min，加热至1020℃高温保温时间60min后，镦饼至
Figure BDA0002326562230000054
(1火完成)；
Figure BDA0002326562230000055
(1火完成)；
第二步：车内孔至
Figure BDA0002326562230000056
并倒内孔上下端面倒角R10；砂，打磨。
第三步：车后锻件按890℃入炉保温60min后升高温1010℃时间40min后(3火完成)；马扩平端面至荒型尺寸：
Figure BDA0002326562230000057
第四步：扩孔按890℃入炉保温50min后升高温1020℃保温时间35min后(1完成)；扩孔至锻件图尺寸：
Figure BDA0002326562230000058
第五步：根据热处理规格对锻件进行热处理；
第六步：将锻件进行理化测试，各项性能指标达到标准，晶粒度达到要求。
GH141合金环形锻件的晶粒度对温度和变形量敏感，经过生产验证，本发明对晶粒度要求不同的锻件，通过严格控制锻造过程的变形温度和火次间的变形量，解决GH141合金晶粒度的问题。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种GH141合金锻件成型方法，其特征在于，包括：
将毛坯加热至制坯温度1100℃至1150℃并保温，保温结束后对毛坯进行镦饼其中墩饼的变形量为第一变形量，第一变形量为40％至50％；
将饼坯加热至冲孔温度并保温，保温结束后对饼坯进行冲孔其中冲孔过程锻造火次及变形量根据锻件实际尺寸设置；
对饼坯进行马扩和平端面处理得到环件；
对环件进行扩孔得到锻件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对饼坯进行马扩和平端面处理得到环件，具体包括：
将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对环件进行第一马扩，其中第一马扩的变形量不小于第二变形量；
将第一马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第一平端面，其中第一平端面的变形量不小于第三变形量；
将环件加热至马扩温度并保温，保温结束后对对环件进行第二马扩，其中第二马扩的变形量不小于第四变形量；
将第二马扩后的环件加热至平端面温度并保温，保温结束后对环件进行第二平端面，第二平端面的变形量不小于第五变形量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，冲孔温度为1080℃至1130℃，马扩温度为1100℃至1140℃，平端面温度1090℃至1120℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，第二变形量和第四变形量为20％至25％，第三变形量和第五变形量为10％至15％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，第二变形量和第四变形量为25％至30％，第三变形量和第五变形量为15％至20％。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，第二变形量和第四变形量为30％至35％，第三变形量和第五变形量为20％至25％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对环件进行扩孔得到锻件，具体包括：
将环件加热至预扩温度并保温，保温结束后对环件进行预扩，其中预扩变形量不小于第六变形量；
将环件加热至终扩温度并保温，保温结束后对环件进行终扩，其中终扩变形量不小于第七变形量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，预扩温度为1100℃至1140℃，终扩温度为1090℃至1130℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在锻件的晶粒度要求为0至2级的情况下，第六变形量为15％至20％，第七变形量为20％至25％；
在锻件的晶粒度要求为3至5级的情况下，第六变形量为20％至25％，第七变形量为25％至30％；
在锻件的晶粒度要求为6至8级的情况下，第六变形量为25％至30％，第七变形量为30％至35％。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在将环件加热至终扩温度并保温之后终扩之前，还包括用保温材料包套回炉保温40min。
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