CN112692519A - Gh4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法 - Google Patents
Gh4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于高温合金热加工技术领域，涉及GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法。方法包括：采用锯床及车床下料并机加倒圆；将倒圆的坯料加热至1010℃后在快锻液压机上镦粗以降镦比；将镦粗后的坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔，得到具有内孔的环坯；机加内孔；将机加的环坯加热至1010℃后扩孔；在扩孔后的环坯外圆下端机加定位斜面，得到专用荒型；将专用荒型加热至1010℃后进行模锻，其中，通过反挤压使型腔内上部的大端头部分充满，通过正挤压使型腔内下部的小端头部分充满。
Description
技术领域
本发明属于高温合金热加工技术领域，涉及GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法。
背景技术
GH4169合金是一种以体心四方的γ＂和面心立方的γ＇相沉淀强化的镍基高温合金，主要应用于航空航天发动机的关键承力零件，这些关键承力零件制造时所用的锻件对性能有着很高的要求，大尺寸异型截面外机匣锻件(轮廓尺寸φ801×φ429×314)一般采用“镦饼、冲孔+扩孔”直壁或设计异型轧辊的成形方法，采用这两种成形方法成形生产此类锻件材料消耗较大，现有钢厂难以提供合格的大规格直径(φ450)GH4169合金棒材，同时该锻件纵截面厚度差异较大，锻件大头较厚截面成形非常困难，现有设备及生产周期均难以保证要求。
发明内容
本发明的目的是：本发明特提出一种针对GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法，可以实现大尺寸异型截面GH4169锻件的良好成型。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：。
一种GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法，包括：
采用锯床及车床下料并机加倒圆；
将倒圆的坯料加热至1010℃后在快锻液压机上镦粗以降镦比；
将镦粗后的坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔，得到具有内孔的环坯；
机加内孔；
将机加的环坯加热至1010℃后扩孔；
在扩孔后的环坯外圆下端机加定位斜面，得到专用荒型；
将专用荒型加热至1010℃后进行模锻，其中，通过反挤压使型腔内上部的大端头部分充满，通过正挤压使型腔内下部的小端头部分充满。
进一步的，模锻的保温时间范围为100～150min，速度范围为2～10mm/s，压力小于200MN，该模锻1火完成。
进一步的，将倒圆的坯料加热至1010℃后在快锻液压机上镦粗以降镦比，包括：
第一火：将φ300×978的坯料镦粗至～φ340×760的坯料；
第二火：～φ340×760的坯料镦粗至～φ396×560的坯料；
其中，保温时间范围为150～190min，速度范围为10～20mm/s。
进一步的，将镦粗后的坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔，包括：
第一火：将～φ396×560的坯料镦粗至～φ632×220±3的坯料；
第二火：对～φ632×220±3的坯料冲孔，得到环坯，冲孔芯料尺寸：φ250×≤100；
其中，环坯尺寸：～φ658×φ250×220±2；保温时间范围为150～200min，两火完成，速度范围为10～15mm/s。
进一步的，将专用荒型加热至1010℃后进行模锻之后，所述方法还包括：
对锻件进行975℃固溶处理1小时，风冷至室温；
将锻件在720℃下保温8小时，炉冷至620℃保温8小时，进行空冷时效处理，得到最终锻件。
进一步的，下料尺寸为φ300×980mm。
进一步的，扩孔的保温时间范围为100～140min。
进一步的，模锻的模具包括上模和下模；
其中，上模包括上模外套、上模热镶冲头；上模热镶冲头的型面与外机匣的内表面贴合；下模包括下模外套和下模顶料盘，下模顶料盘和下模外套组合型面与外机匣的外表面贴合。
本发明的有益效果是：采用环形坯料模锻成形，提高了工艺稳定性，消除了自由锻轧制工艺不可控的因素，提高了生产效率，降低了制造成本。
附图说明
图1为外机匣锻件的示意图；
图2为机加坯料的示意图；
图3为机加内孔的环坯的示意图；
图4为专用荒型的示意图；
图5为模具示意图。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明提供一种GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法，依次按照以下步骤进行：下料—坯料机加—坯料加热—降镦比—镦饼、冲孔—机加内孔—扩孔—机加专用荒型—模锻—热处理。步骤如下：
(1)下料并机加倒圆；
(2)坯料加热至1010℃后进行降镦比；
(3)坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔；
(4)机加内孔；
(5)坯料加热至1010℃后在φ2.5m扩孔机进行扩孔；
(6)机加专用荒型；
(7)坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行模锻
具体包括如下步骤：
步骤1采用锯床及车床下料并机加倒圆；
步骤2坯料加热至1010℃后在快锻液压机上进行降镦比，保温时间150～190min，两火完成，速度10～20mm/s；
步骤3坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔，保温时间200min，两火完成，速度10～15mm/s；
步骤4机加内孔；
步骤5坯料加热至1010℃后在φ2.5m扩孔机进行扩孔，保温时间140min；
步骤6机加专用荒型；
步骤7坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行模锻，保温时间100～150min，速度2～10mm/s。
实施例
本发明所述的GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件，如图1所示，外径φ801mm，内径φ429mm，锻件总高314mm，锻件净重495Kg。
其锻造步骤详细如下：
1、下料：采用锯床，下料尺寸φ300×980mm
2、坯料机加：按图2示机加坯料
3、坯料加热：
加热至1010℃，保温时间150～190min，两火完成，速度10～20mm/s；
4、降镦比：设备200MN
第一火：φ300×978镦粗至～φ340×760
第二火：～φ340×760镦粗至～φ396×560
保温时间150～190min，两火完成，速度10～20mm/s；
5、镦饼、冲孔：设备200MN
第一火：～φ396×560镦粗至～φ632×220±3
第二火：冲孔，冲孔芯料尺寸：φ250×≤100
环坯尺寸：～φ658×φ250×220±2
保温时间200min，两火完成，速度10～15mm/s；
6、机加内孔：按图3所示
7、扩孔：坯料加热至1010℃后在φ2.5m扩孔机进行扩孔，保温时间140min；
8、机加专用荒型：按图4所示
9、模锻：锻造设备200MN油压机，模具预热温度：300℃，坯料加热至1010℃，保温时间100～150min，速度2～10mm/s，1火完成。
10、对锻件进行975℃固溶处理1小时，风冷至室温；
11、将锻件在720℃下保温8小时，炉冷至620℃保温8小时，进行空冷时效处理，得到最终锻件。
该工艺制造的锻件成形性良好，解决了大尺寸异型截面外机匣锻件传统轧制方式成形困难及材料消耗较大的难题，实现产品的稳定交付。
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 (8)
1.一种GH4169合金大尺寸异型截面外机匣锻件的成型方法，其特征在于，包括：
采用锯床及车床下料并机加倒圆；
将倒圆的坯料加热至1010℃后在快锻液压机上镦粗以降镦比；
将镦粗后的坯料加热至1010℃后进行镦饼、冲孔，得到具有内孔的环坯；
机加内孔；
将机加的环坯加热至1010℃后扩孔；
在扩孔后的环坯外圆下端机加定位斜面，得到专用荒型；
将专用荒型加热至1010℃后进行模锻，其中，通过反挤压使型腔内上部的大端头部分充满，通过正挤压使型腔内下部的小端头部分充满。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模锻的保温时间范围为100～150min，速度范围为2～10mm/s，压力小于200MN，该模锻1火完成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将倒圆的坯料加热至1010℃后在快锻液压机上镦粗以降镦比，包括：
第一火：将φ300×978的坯料镦粗至～φ340×760的坯料；
第二火：～φ340×760的坯料镦粗至～φ396×560的坯料；
其中，保温时间范围为150～190min，速度范围为10～20mm/s。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将镦粗后的坯料加热至1010℃后在200MN油压机上进行镦饼、冲孔，包括：
第一火：将～φ396×560的坯料镦粗至～φ632×220±3的坯料；
第二火：对～φ632×220±3的坯料冲孔，得到环坯，冲孔芯料尺寸：φ250×≤100；
其中，环坯尺寸：～φ658×φ250×220±2；保温时间范围为150～200min，两火完成，速度范围为10～15mm/s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将专用荒型加热至1010℃后进行模锻之后，所述方法还包括：
对锻件进行975℃固溶处理1小时，风冷至室温；
将锻件在720℃下保温8小时，炉冷至620℃保温8小时，进行空冷时效处理，得到最终锻件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下料尺寸为φ300×980mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扩孔的保温时间范围为100～140min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模锻的模具包括上模和下模；
其中，上模包括上模外套、上模热镶冲头；上模热镶冲头的型面与外机匣的内表面贴合；下模包括下模外套和下模顶料盘，下模顶料盘和下模外套组合型面与外机匣的外表面贴合。
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