CN112719177A - 一种非对称结构ta19合金机匣锻件的锻造工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锻造领域，涉及一种非对称结构TA19合金机匣锻件的锻造工艺方法。方法包括：将坯料加热至相变点下40‑45℃，在2500t快锻机上将坯料拔长，以及两端头放宽，得到荒坯；加热荒坯至相变点下30‑40℃，对加热后的荒坯使用弯曲模进行弯曲成型，得到弯曲胚料；弯曲坯料的弯曲度小于模锻件的弯曲度；将弯曲坯料加热至相变点下15‑25℃，并转移至已加热的模具内，锻至成形模锻件。

Description

一种非对称结构TA19合金机匣锻件的锻造工艺方法
技术领域
本发明属于锻造领域，涉及一种非对称结构TA19合金机匣锻件的锻造工艺方法。
背景技术
TA19合金是一种近α型合金，该合金由于其在540℃左右具有较好的强度，以及优越的高温抗蠕变性能，在航空发动机机匣锻件及飞机蒙皮等多处已广泛应用。机匣锻件由于其形状特殊以及常规锻锻造特点的局限性，整体成形时模具会承受强烈的侧向力导致成形困难，目前生产方法有两种，一种是将锻件按结构特征沿弧长方向划分为四块，将棒材流线方向分别锻造成型，经粗加工后焊接而成，该方法切断了金属的流线，整体结构强度、零件疲劳性能很难满足锻件要求。另一种成型方式为将棒料沿长度宽度方向展宽，锻至一中间薄、四周厚的长方形板坯，置于模具型腔，多火次下成形锻件，该锻造工艺特征有多火次，局部加载，易有因多火次或锻件各部位组织差异大的风险。
发明内容
本发明的目的是：本发明通过制荒坯及弯曲对金属进行预分配，并利用TA19合金超塑性成形原理制定了近等温模锻工艺，对弯曲坯料进行整体变形，一个火次下即得到形状精准且充填良好、表面光洁的近精锻件，组织及性能均符合标准要求。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种非对称结构TA19合金机匣锻件的锻造工艺方法，包括：
将坯料加热至相变点下40-45℃，在2500t快锻机上将坯料拔长，以及两端头展宽，得到荒坯；
加热荒坯至相变点下30-40℃，对加热后的荒坯使用弯曲模进行弯曲成型，得到弯曲胚料；弯曲坯料的弯曲度小于模锻件的弯曲度；
将弯曲坯料加热至相变点下15-25℃，并转移至已加热的模具内，锻至成形模锻件。
将弯曲坯料加热至相变点下15-25℃，并转移至已加热的模具内，锻至成形模锻件，包括：
将加热后的弯曲坯料移至模具型腔内，弯曲坯料的内弧顶与下模具成型凸起的弧顶具有间隙，弯曲坯料的两端头卡在下模具成型凸起的圆弧面上，两端头距模具的基准面的距离大于间隙的距离；
使用上模具以高压速度下压弯曲坯料，使得弯曲坯料的内弧顶与下模具成型凸起逐步贴合，同时弯曲坯料的两端头向下运动至镦粗变形；
使用上模具以低压速度继续下压弯曲坯料，使得弯曲坯料整体展宽；高压速度速率大于低压速度速率。
将坯料加热至相变点下40-45℃，在2500t快锻机上将坯料拔长，以及两端头放宽之后，所述方法还包括：
制坯后去除荒坯两端头自由鼓度，保证荒坯长度。
荒坯的长度等于弯曲坯料大于模锻件的弧长。
模具的加热温度为900-950°。
高压速度速率的速率范围为2-5mm/s。
低压速度速率的速率范围为0.02-0.5mm/s。
模锻件结构为非对称，两端头带安装边。
本发明的有益效果是：通过制坯过程对棒料进行拔长及展宽，使用弯曲模使坯料与终锻模具贴合，完成对荒坯金属的预分配，以满足近等温模锻过程中锻件各个部位的变形量以及成形需求，近等温模锻时使用变速成形工艺，一个火次整体成形，充填理想，各个部位变形充分，经检查组织符合要求，提高了生产效率及材料利用率。
附图说明
图1a为机匣模锻件的仰视图示。
图1b为机匣模锻件的正视图示。
图1c为机匣模锻件的剖视图示。
图2为拔长后坯料的示意图。
图3为预锻件的示意图。
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。
本发明主要包括以下几个主要步骤：
步骤1依据锻件特点，利用计算机数值模拟技术，完成预锻件优化设计，确定预锻件结构及尺寸，使锻件整体变形量处于20％-50％；
步骤2将坯料加热至相变点下40-45℃，在2500t快锻机上将坯料从φ230×510拔长到截面140×220×L，以及两端头尺寸220展宽至250mm；
步骤3将步骤2得到的坯料两端头鼓度机加去除，完成荒坯制作，加热至相变点下35-40℃，使用弯曲模进行弯曲成型，得到弯曲度与模锻件相近的弯曲胚料，如图3所示；
步骤4将弯曲坯料加热至相变点下15-25℃，转移至已加热至900℃-950℃的模具内，采用5-0.02mm/s的速度，锻至成形锻件。
实施例
某TA19合金机匣锻件，如图1a、图1b、图1c所示，锻件长度尺寸为870mm，宽度尺寸为290mm，投影面积约为0.23m2，锻件外表面环状布置凸台，两端带凸起的安装边。
其锻造工艺步骤如下：
第一步为制坯工序，即棒料沿长度方向拔长及展宽。拔长时，坯料两端头各100mm处较坯料中部加宽30mm，该工序将棒料加热至相变点下40-45℃，通过两火完成，每火次变形量25％～30％，制坯后去除坯料两端头鼓度，保证荒坯长度，如图2所示。
第二步 设计弯曲模具，通过坯料长度在预锻模定位，加热坯料至相变下30-40℃，使用5mm/s的速度进行弯曲，使坯料弯曲度与锻件宽曲度相近。
第三步 终锻时采用近等温锻方式生产，将等温锻模具加热至900-950℃，将坯料加热至相变点下15-25℃，转移至模具型腔。上模接触坯料后设置压速度速率为2-5mm/s，直至弯曲坯料弧形表面与上下模具完全接触；第二段将压制速度设置为0.02-0.05mm/s的速度，坯料金属沿模具型腔缓慢流动直至完全充填。
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)

1.一种非对称结构TA19合金机匣锻件的锻造工艺方法，其特征在于，包括：
将坯料加热至相变点下40-45℃，在2500t快锻机上将坯料拔长，以及两端头放宽，得到荒坯；
加热荒坯至相变点下30-40℃，对加热后的荒坯使用弯曲模进行弯曲成型，得到弯曲胚料；弯曲坯料的弯曲度小于模锻件的弯曲度；
将弯曲坯料加热至相变点下15-25℃，并转移至已加热的模具内，锻至成形模锻件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将弯曲坯料加热至相变点下15-25℃，并转移至已加热的模具内，锻至成形模锻件，包括：
将加热后的弯曲坯料移至下模具，弯曲坯料的内弧顶与下模具成型凸起的弧顶具有间隙，弯曲坯料的两端头卡在下模具成型凸起的圆弧面上，两端头距模具的基准面的距离大于弧顶间隙的距离；
使用上模具以高压速度速率下压弯曲坯料，使得弯曲坯料的内弧顶与下模具成型凸起逐步贴合，同时弯曲坯料的两端头向下运动至镦粗变形；
使用上模具以低压速度速率继续下压弯曲坯料，使得弯曲坯料整体展宽；高压速度速率大于低压速度速率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将坯料加热至相变点下40-45℃，在2500t快锻机上将坯料拔长，以及两端头展宽，所述方法还包括：
制坯后去除荒坯两端头自由鼓度，保证荒坯长度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，荒坯的长度等于弯曲坯料，并大于模锻件的弧长。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，模具加热到的温度为950-950℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，高压速度速率的速率范围为2-5mm/s。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，低压速度速率的速率范围为0.02-0.05mm/s。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，模锻件结构为非对称，两端头带安装边。
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