CN117980089A - 热锻件的制造方法 - Google Patents
热锻件的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117980089A CN117980089A CN202280060942.1A CN202280060942A CN117980089A CN 117980089 A CN117980089 A CN 117980089A CN 202280060942 A CN202280060942 A CN 202280060942A CN 117980089 A CN117980089 A CN 117980089A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forging
- heat
- hot forging
- raw material
- hot
- 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
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 255
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 35
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 35
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 10
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 16
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 16
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- -1 and the like Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
- B21J1/02—Preliminary treatment of metal stock without particular shaping, e.g. salvaging segregated zones, forging or pressing in the rough
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J3/00—Lubricating during forging or pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明提供一种即便使用难加工性合金作为热锻用原材料也能够防止裂纹等不良情况并且高效地进行热锻的热锻件的制造方法。该热锻件的制造方法包含以下工序：加热工序，在加热炉中将进行热锻的加热前原材料加热到热锻温度；耐热绝热材料粘接工序，在从所述加热炉取出的锻造用原材料的至少其表面的局部粘接耐热绝热材料而形成热锻用原材料；以及热锻工序，使用模具、铁砧、工具中的任一者压缩所述热锻用原材料的局部或整体而成形为预定的形状，该热锻件的制造方法还包含：玻璃润滑剂覆盖工序，在所述加热前原材料表面的、至少要粘接所述耐热绝热材料的部分覆盖玻璃润滑剂，所述玻璃润滑剂在所述耐热绝热材料粘接工序中具有102Pa·s～107Pa·s的粘度。
Description
技术领域
本发明涉及热锻件的制造方法，特别是涉及难加工性合金制的热锻件的制造方法。
背景技术
在对加热到热锻温度的热锻用原材料进行热锻的情况下，存在由热锻用原材料的温度下降引起的热加工性下降的问题。因此，以往进行有各种防止温度下降的提案。例如，在日本特表2014－508857号公报(专利文献1)中，通过在热锻用原材料进行玻璃涂覆来防止热裂化。作为该玻璃涂覆的方法，在热锻用原材料依次配置玻璃纺布和玻璃颗粒。此外，在该专利文献1中，作为现有技术示出了在热加工前将热锻用原材料封入金属合金制罐内的做法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2014－508857号公报
发明内容
发明要解决的问题
在前述的专利文献1中，如其实施例所示，在室温下将玻璃纺布卷绕于热锻用原材料，在该玻璃纺布表面涂布无机浆料，在该状态下加热到热锻温度，形成玻璃涂覆层。对于抑制从加热炉取出热锻用原材料到热锻开始之前的温度下降，该方法确实是有效的。但是，由于玻璃纺布自身具有绝热效果，因此加热到锻造温度的加热时间变长，此外，在如专利文献1的图3所示的用玻璃纺布包裹整体的方法中，存在难以知晓热锻用原材料自身的温度这样的缺点。
另外，作为对加热到热锻温度的热锻用原材料开始热锻之前的温度下降、热锻过程中的温度下降会导致热加工性下降的代表性的合金，存在被认为是难加工性合金的按体积％含有20％以上的γ’相(gamma prime相)的量这样的Ni基合金、Ti合金。由于这些难加工性合金的高温强度优异，因此使用于飞机部件、发电设备用部件。对于这些用途，以提高燃烧效率、提高发电效率为目的而具有使产品大型化的要求，在按体积％含有20％以上的γ’量这样的Ni基合金(以下称为γ’高含有Ni基合金)中，对更高温下的使用进行着研究。热锻温度会对裂纹(日文：割れ)、瑕疵(日文：疵)这样的不良情况的产生造成影响，特别是，在γ’高含有Ni基合金中，也存在能够热锻的温度区域受到限定的情况。兼顾热加工性和防止裂纹等不良情况重要，谋求一种防止热锻时的裂纹并且高效地进行热锻的方法。
本发明的目的在于，提供一种即便使用难加工性合金作为热锻用原材料也能够防止裂纹等不良情况并且高效地进行热锻的热锻件的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明是鉴于上述的课题而完成的。
即，本发明是一种热锻件的制造方法，其中，
该热锻件的制造方法包含以下工序：
加热工序，在加热炉中将进行热锻的加热前原材料加热到热锻温度；
耐热绝热材料粘接工序，在从所述加热炉取出的锻造用原材料的至少其表面的局部粘接耐热绝热材料而成为热锻用原材料；以及
热锻工序，使用模具、铁砧、工具中的任一者压缩所述热锻用原材料的局部或整体而成形为预定的形状，
该热锻件的制造方法还包含：玻璃润滑剂覆盖工序，在所述加热前原材料表面的、至少要粘接所述耐热绝热材料的部分覆盖玻璃润滑剂，
所述玻璃润滑剂在所述耐热绝热材料粘接工序中具有102Pa·s～107Pa·s的粘度。
此外，本发明是这样的热锻件的制造方法，所述热锻工序是自由锻造，在锻造用原材料的在所述自由锻造中不与所述模具、铁砧、工具中的任一者接触的自由变形部分的至少其表面的局部粘接所述耐热绝热材料。
此外，在本发明中，也可以是，在所述耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面附着玻璃颗粒。
优选的是这样的热锻件的制造方法，所述耐热绝热材料是无机纤维。
发明的效果
根据本发明，即便使用难加工性合金作为热锻用原材料，也能够防止裂纹等不良情况并且高效地进行热锻。
附图说明
图1是表示本发明的热锻件的制造方法的一例的示意图。
图2是表示本发明的热锻用原材料的制作方法的一例的示意图。
图3是表示本发明的热锻用原材料的制作方法的一例的示意图。
具体实施方式
以下，按照每个工序对本发明进行说明。另外，以下记载的“加热前原材料”是指装入加热炉之前的原材料，“锻造用原材料”是指在加热炉中加热到热锻温度的原材料，“热锻用原材料”是指在预定的部分粘接耐热绝热材料而形成能够进行热锻的状态的原材料，“热锻件”是指利用热锻装置成形为预定的形状的成形件。
＜加热工序＞
首先，在本发明中，在加热炉中将进行热锻的加热前原材料加热到热锻温度。加热前原材料是铸锭、钢坯、锻坯、粉末成形体等，没有特别限定，但最能发挥本发明的效果的加热前原材料是通过自由锻造而成形为期望的形状的铸锭、钢坯等。在加热炉中将该加热前原材料加热到热锻温度。加热的温度根据加热前原材料的材质而不同，例如，若是Ni基合金，则950℃～1180℃即可，若是γ’高含有Ni基合金，则1010℃～1180℃即可。此外，若是Ti合金，则900℃～1180℃即可。另外，在本发明中，在加热工序之后应用“耐热绝热材料粘接工序”。在耐热绝热材料粘接工序中，将耐热绝热材料粘接于从加热炉取出的锻造用原材料。在粘接该耐热绝热材料之前的期间，若锻造用原材料的温度下降是零则较为理想，但实际上温度会下降不少。因此，也可以将比开始热锻时的锻造温度(锻造开始温度)高出5℃～100℃左右的温度设定为热锻温度。由此，即使在若不粘接耐热绝热材料的话锻造用原材料的温度就会相对于锻造开始温度下降超过100℃这样的情况下，也能够抑制其温度下降，能够将热锻过程中的温度保持得较高。
此外，在加热前原材料的材质是Ni基超耐热合金的情况下，在大部分合金中含有10质量％～35质量％的范围的Cr。出于在加热工序中抑制加热炉内的氧和Cr的反应的目的，优选将加热炉内的氧浓度控制在10％以下。优选为8％以下。
另外，该加热前原材料的表面粗糙度与一般精加工相比更粗则较佳，在下一个工序中将耐热绝热材料粘接于其表面时，在耐热绝热材料和锻造用原材料之间形成有微小的空间，能够期待该空间内的空气作为绝热层发挥功能。而且，在后述的玻璃润滑剂覆盖工序中，易于在加热前原材料表面的凹凸残留玻璃润滑剂。当然，也可以是铸造状态、塑性加工状态的表面肌理，但在难加工性合金的情况下，存在因添加元素的影响等而在表面产生裂痕(日文：クラック)等的情况，因此预先通过机械加工去除这些成为热锻时的裂纹的产生原因的表面缺陷则较佳。即使在没有发现裂痕等的产生的情况下，对于在下一个工序中将耐热绝热材料粘接于其表面的部分(也就是覆盖玻璃润滑剂的部分)，也优选预先通过机械加工将加热前原材料表面整顿为一般加工以上的粗糙度。
＜耐热绝热材料粘接工序＞
将加热前原材料加热到热锻温度，将耐热绝热材料粘接于从加热炉取出的锻造用原材料的至少表面的局部的预定的部分，而作为热锻用原材料。粘接的部分既可以是表面的局部，也可以是表面整体。对于在该锻造用原材料表面的哪个部分粘接耐热绝热材料，可以考虑下述的两个方法中的任一者。
第一个方法是优先防止预想会产生裂纹的部分的温度下降的方法。若将耐热绝热材料向锻造用原材料粘接的作业的时间较长，则锻造用原材料的温度会变低，存在使热锻性劣化的情况。因此，优选的是，以不损害热锻性的时间在所需最小限度的范围内将耐热绝热材料粘接于其表面。例如，在将热锻用原材料载置于热锻装置后，例如，在担心向下模(下铁砧或下侧工具)散热时，也可以将耐热绝热材料粘接于与下模(下铁砧或下侧工具)接触的面，若是多边形的柱状的形状，则也可以在包含边缘部分在内的范围内粘接耐热绝热材料。若是圆柱状，则也可以粘接于其侧面。也就是说，包含容易因热锻而产生裂纹等不良情况的部位在内地粘接耐热绝热材料则较佳。该方法特别对于被认为是难加工性合金的γ’高含有Ni基合金是有效的。
第二个方法是在锻造用原材料的自由变形部分的至少其表面的局部粘接所述耐热绝热材料的方法。对于该方法，例如，在热锻是自由锻造的情况下，未与上模(上铁砧或上侧工具)、下模(下铁砧或下侧工具)接触的部分成为在大气中自然冷却的状态，因此，主要减少其温度下降。对于该方法，例如，在718合金、沃斯帕洛伊合金(日文：ワスパロイ)等能够热锻的温度区域较大的合金中，能够使其具有加热温度的持续性，因此能够有助于瑕疵(裂纹)减少。
上述的方法的选择考虑其材质、形状地进行选择则较佳。
通过该耐热绝热材料的粘接，除了能够减轻伴随热锻用原材料的温度下降而产生的微细的γ’的析出之外，还能够促进热锻用原材料表层部的再结晶，因此，例如即使是被认为是难加工性合金的γ’高含有Ni基合金，也能够减轻裂纹等不良情况的产生。
另外，在所述耐热绝热材料粘接工序中，为了容易且在短时间内进行耐热绝热材料的粘接，优选使耐热绝热材料和粘接该耐热绝热材料的锻造用原材料的粘接面之间预先存在玻璃润滑剂。此时的玻璃润滑剂主要作为“粘接剂”发挥功能。为此的方法有两个，分别进行说明。
＜玻璃润滑剂覆盖工序＞
第一个方法是进行“玻璃润滑剂覆盖工序”。这是本发明所包含的工序。玻璃润滑剂覆盖工序还包含以下工序：在所述加热前原材料表面的、至少要粘接所述耐热绝热材料的部分预先覆盖玻璃润滑剂。玻璃润滑剂能够作为所述加热后的保温剂发挥作用，因此在进行难加工性合金的热锻的情况下特别有效。而且，此时的玻璃润滑剂为了在上述的锻造用原材料的粘接面和耐热绝热材料之间作为“粘接材料”发挥功能，其需要在被加热到耐热绝热材料粘接工序的环境温度时显现预定的粘度，而不是在温度较低时(也就是玻璃润滑剂覆盖工序时)显现预定的粘度。于是，在本发明的情况下，上述的环境温度下的玻璃润滑剂的粘度为102Pa·s～107Pa·s(＝103P(泊)～108P(泊))是有效的。优选为106Pa·s以下，更优选为105Pa·s以下。此外，优选为5×102Pa·s以上，更好优选为103Pa·s以上。若粘度过高，则玻璃润滑剂的硬度增加，难以发挥粘合性的效果。若粘度过低，则玻璃润滑剂的流动性增加，粘合性下降，此外，也难以停留在锻造用原材料的表面。
上述的环境温度能够设想在耐热绝热材料粘接工序中从加热炉取出时的锻造用原材料的表面温度而设为加热工序中的“热锻温度”。因此，玻璃润滑剂的粘度能够设为上述的热锻温度时的粘度。而且，该粘度的测量能够从以下的两种要领中选择来实施。一个是这样的方法：使较薄的平板浸渍于熔融玻璃，根据施加振动时的振动振幅来计算粘度，一边使温度从粘度较低的高温区域下降一边进行测量。另一个是这样的方法：根据利用平行板对固体化的圆柱状的试样进行加压时的试样的高度和变形速度来计算粘度，一边使温度从粘度较高的低温区域上升一边进行测量。
本发明的玻璃润滑剂只要在耐热绝热材料粘接工序中具有上述的粘度即可，其成分构成不需要特别指定。而且，例如能够从现有的材料中选择。
＜使玻璃颗粒附着于耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面的方法＞
第二个方法是预先使玻璃颗粒附着于所述耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面，而使耐热绝热材料粘接于预定的部位。这是本发明能够选择性地采用的方法。对于该方法，玻璃颗粒利用锻造用原材料表面的潜势热而软化并粘接，因此对于热锻温度较高的Ni基超耐热合金等的热锻的应用是有效的。另外，作为使玻璃颗粒附着于耐热绝热材料的方法，例如有将玻璃颗粒散布在所述耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面的方法、制作含有玻璃颗粒的液状体并将其涂布、喷雾(喷涂)的方法。在选择了其中的将液状体涂布、喷雾(喷涂)的方法的情况下，使附着有玻璃颗粒的耐热绝热材料干燥则较佳。将对液状体喷雾的方法能够使玻璃颗粒均匀地附着于耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面，特别优选。
另外，当然，也可以在上述的“玻璃润滑剂覆盖工序”组合“使玻璃颗粒附着于耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面的方法”。
所述耐热绝热材料优选为无机纤维。另外，在本发明中所说的“无机纤维”包含玻璃纤维、陶瓷纤维等，优选绝热性优异的陶瓷纤维。对于陶瓷纤维，尤其是例如KAOWOOL(注册商标：以下记为“高岭棉”)等，由于容易获取、廉价而特别优选。若是无机纤维的耐热绝热材料，则只要锻造用原材料的表面粗糙度稍微粗一些，就能够与由上述的玻璃润滑剂实现的粘接剂的效果相互作用，使沿着其表面形状粘接变得容易，纤维容易卡挂在锻造用原材料表面的凹凸，而且轻量，因此例如粘接于锻造用原材料侧面也较为容易。
此外，在像本发明这样将高岭棉粘接于从加热炉取出的锻造用原材料的至少其表面的局部时，在热锻初期高岭棉也维持原样，还能够抑制热锻过程中的热锻用原材料的温度下降。在像以往例那样从装入加热炉前预先配置高岭棉时，虽然取决于温度和时间的关系，但在用于进行热锻的输送时成为会被简单地破碎这样的状态。
＜热锻工序＞
使用前述的热锻用原材料，使用模具、铁砧、工具中的任一者压缩所述热锻用原材料的局部或整体而成形为预定的形状。所使用的锻造装置优选为即便是难加工性合金也能够成形为预定的形状的锻造载荷为几千吨以上的大型的热锻装置。
此外，在本发明中，所述热锻工序优选为自由锻造。进行自由锻造时的热锻用原材料的重量也较大，向大气中散热的面积也较大，加工量也较大。因此，粘接耐热绝热材料来抑制热锻用原材料的温度下降的效果较大。在该情况下，若像前述那样例如对718合金、沃斯帕洛伊合金等能够热锻的温度区域略大的通常的Ni基合金进行热锻，则优选预先在锻造用原材料的在所述自由锻造中不与所述模具、铁砧、工具中的任一者接触的自由变形部分的至少其表面的局部粘接所述耐热绝热材料。
实施例
作为实施例，详细地说明本发明。另外，对于在以下的实施例中示出的本发明例的测量温度，以未粘接耐热绝热材料的部分、在热锻过程中或热锻结束后局部剥落的部分为中心进行测量。
实施例1
作为加热前原材料，除了准备718合金(Cr18.5质量％)和沃斯帕洛伊合金(Cr19.5质量％)之外，还准备由Cr13.5质量％、Co25.0质量％、Mo2.8质量％、W1.2质量％、Ti6.2质量％、Al2.3质量％、C0.015质量％、B0.015质量％、Zr0.03质量％、剩余部分Ni以及不可避免的杂质构成的、含有约49.5体积％的γ’相的γ’高含有Ni基合金(以下称为合金A)。所述加热前原材料均是通过将铸锭机械加工为预定的尺寸而成的，其表面为与粗加工相当的表面粗糙度。另外，为了进行基于热自由锻造的镦锻，将L/D为3以下的材料作为加热前原材料。
在加热工序之前，作为玻璃润滑剂覆盖工序，在加热前原材料为200℃以下的时刻在其两侧端面(与铁砧或工具接触的面)以约50μm～200μm的厚度覆盖玻璃润滑剂(玻璃润滑剂覆盖工序)。在按照上述的要领利用振动式粘度计测量了所使用的玻璃润滑剂的粘度的情况下，1100℃和1150℃(也就是下述的热锻温度)时的粘度分别为1×104Pa·s和3×103Pa·s。在加热炉中将该加热前原材料加热到预定的热锻温度(加热工序)。此时的氧浓度控制在2％～8％。对于加热的温度(热锻温度)，合金A和718合金设为1100℃，沃斯帕洛伊合金设为1150℃，将保持时间设为2小时～9小时。升温到热锻温度的升温时间约为8小时，与用耐热绝热材料包裹整个表面这样的以往例相比较能够提早10小时以上升温到预定的温度。
接着，在利用操纵器从加热炉取出的锻造用原材料1的两侧端面的表面粘接耐热绝热材料11而形成热锻用原材料2(耐热绝热材料粘接工序)。耐热绝热材料设为高岭棉(无机纤维)，如图1所示将其粘接于与铁砧或工具接触的面，进行热锻用原材料的温度下降的抑制和由于与铁砧或工具接触而导致的散热的抑制。而且，利用预先覆盖的玻璃润滑剂使高岭棉和锻造用原材料在短时间内且没有问题地完成粘接，因此，与通常直至载置为止下降的温度相比较仅下降约5℃～10℃左右的温度，判断为不对热锻造成障碍。
使用所述的热锻用原材料进行基于热自由锻造的镦锻。在所使用的热锻装置的下铁砧上载置热锻用原材料，在热锻用原材料的上侧端面载置镦锻用的工具，之后，进行使用加压能力为4000ton的热锻装置按压的自由锻造，制作下一个工序的热锻所使用的锻坯(热锻件3)(热锻工序)。除了所述下铁砧以及镦锻用工具与热锻用原材料接触的部分之外是自由变形区域。锻造开始温度约为1000℃，热锻过程中的锻造温度约为950～980℃。像所述那样，在与下铁砧接触的部分和上侧端面侧的供镦锻用工具接触的部分利用高岭棉抑制散热，因此几乎没有发生热锻件的端部的褶皱瑕疵(裂纹)等表面缺陷的产生。
实施例2
使用沃斯帕洛伊合金，对于粘接有耐热绝热材料(本发明例1)和不粘接耐热绝热材料(比较例1)，比较了热锻过程中的温度变化和热锻件的瑕疵(裂纹)的产生程度。
所使用的锻造前原材料均是通过将铸锭机械加工为预定的尺寸而成的，其表面为与粗加工相当的表面粗糙度。另外，将L/D为1.5以下的材料作为加热前原材料来进行基于热自由锻造的镦锻。
在加热工序之前，作为玻璃润滑剂覆盖工序，在本发明例1的加热前原材料的两侧端面(与铁砧或工具接触的面)和粘接耐热绝热材料的外周面部分以约50μm～200μm的厚度覆盖玻璃润滑剂(玻璃润滑剂覆盖工序)。玻璃润滑剂设为在实施例1中使用的玻璃润滑剂(1150℃(也就是下述的热锻温度)时的粘度为3×103Pa·s)。在加热炉中将该加热前原材料加热到预定的热锻温度(加热工序)。此时的氧浓度控制在2％～8％。加热的温度(热锻温度)设为1150℃，将保持时间设为2小时～4小时。升温到锻造温度的升温时间约为8小时。
接着，如图2所示，作为耐热绝热材料11，将两张长度不同的高岭棉(无机纤维)(耐热绝热材料11A较长、耐热绝热材料11B较短)呈交叉状重叠，将利用操纵器从加热炉取出的本发明例1的锻造用原材料1载置在重叠的部分，一边将无机绝热材料向黑箭头的方向弯折，一边使耐热绝热材料粘接于锻造用原材料的两侧端面和外周面的表面。耐热绝热材料11B的长度较短，是到锻造用原材料的整体高度附近的长度，长度较长的耐热绝热材料11A在锻造用原材料的上侧端面部分重叠，包裹锻造用原材料的大致整个表面而形成热锻用原材料(耐热绝热材料粘接工序)。由此，进行热锻用原材料的温度下降的抑制、由于与铁砧或工具接触而导致的散热的抑制、由于与操纵器的把持部接触而导致的散热的抑制。而且，除了预先覆盖的玻璃润滑剂之外，还将玻璃颗粒附着于高岭棉的与锻造用原材料粘接的面，从而使高岭棉和锻造用原材料在短时间内且没有问题地完成粘接，因此，与通常直至载置为止下降的温度相比较仅下降约5℃～10℃左右的温度，判断为不对热锻造成障碍。另外，在比较例1的锻造用原材料未进行耐热绝热材料的覆盖。
使用所述的热锻用原材料进行热自由锻造。在所使用的热锻装置的下铁砧上载置热锻用原材料，在热锻用原材料的上侧端面载置镦锻用的工具，之后，进行使用加压能力为10000ton的热锻装置按压的自由锻造，制作下一个工序的热锻所使用的锻坯(热锻件)(热锻工序)。除了所述下铁砧以及镦锻用工具与热锻用原材料接触的部分之外是自由变形区域。锻造开始温度约为1050℃，热锻过程中的锻造温度约为1000℃。
在利用放射温度计测量了刚刚镦锻之后的热锻用原材料的温度的情况下，本发明例1约为1090℃～1120℃，比较例1为950℃～990℃。本发明例1能够将热锻过程中的温度保持得高出约100℃以上。在确认了制作成的热锻件的裂纹的状况的情况下，对于本发明例1的热锻件，通过目视几乎未能确认裂纹的产生，但对于比较例1的热锻件，在锻造用原材料的与铁砧或工具接触的两侧端面、利用操纵器把持的锻造用原材料侧面，能够确认到通过目视能够确认的程度的裂纹。
实施例3
使用沃斯帕洛伊合金，对于粘接有耐热绝热材料(本发明例2)和不粘接耐热绝热材料(比较例2)，比较了锻延过程中的温度变化和热锻件的瑕疵(裂纹)的产生程度。
所使用的加热前原材料是通过将镦锻后的原材料机械加工为预定的尺寸而成的，其表面为与粗加工相当的表面粗糙度。
在加热工序之前，作为玻璃润滑剂覆盖工序，在本发明例2的加热前原材料的两侧端面和粘接耐热绝热材料的部分以约50μm～200μm的厚度覆盖玻璃润滑剂(玻璃润滑剂覆盖工序)。玻璃润滑剂设为在实施例1中使用的玻璃润滑剂(1150℃(也就是下述的热锻温度)时的粘度为3×103Pa·s)。在加热炉中将该加热前原材料加热到预定的热锻温度(加热工序)。此时的氧浓度控制在2％～8％。加热的温度设为1150℃，将保持时间设为2小时～4小时。升温到锻造温度的升温时间约为8小时。
接着，如图3所示，准备耐热绝热材料11，将利用操纵器从加热炉取出的本发明例2的锻造用原材料1载置在耐热绝热材料11上，一边将耐热绝热材料向黑箭头的方向弯折，一边使耐热绝热材料粘接于外周面的表面而形成热锻用原材料(耐热绝热材料粘接工序)。耐热绝热材料设为高岭棉(无机纤维)，如图3所示将其粘接于外周面(锻造用原材料的自由变形部分)，进行热锻用原材料的温度下降的抑制和由于与操纵器的把持部接触而导致的散热的抑制。而且，除了预先覆盖的玻璃润滑剂之外，还将玻璃颗粒附着于高岭棉的与锻造用原材料粘接的面，从而使高岭棉和锻造用原材料在短时间内且没有问题地完成粘接，因此，与通常直至载置为止下降的温度相比较仅下降约5℃～10℃左右的温度，判断为不对热锻造成障碍。另外，在比较例2的锻造用原材料未进行耐热绝热材料的覆盖。
使用所述的热锻用原材料进行热锻延(熱間鍛伸)。由热锻装置的下铁砧和上铁砧夹着热锻用原材料的侧面，进行使用加压能力为4000ton的热锻装置按压的锻延锻造，制作下一个工序的热锻所使用的锻坯(热锻件)(热锻工序)。锻造开始温度在未覆盖的部位约为1050℃，热锻过程中的覆盖剥落的部位的锻造原材料温度约为1080℃～1020℃。
在利用放射温度计测量了刚刚结束热锻之后的热锻用原材料的温度的情况下，本发明例2为950℃～980℃，比较例2为900℃～950℃。本发明例2能够将热锻过程中的温度保持得高出约50℃～80℃。在确认了制作成的热锻件的裂纹的状况的情况下，对于本发明例2的热锻件，通过目视几乎未能确认裂纹的产生，但对于比较例2的热锻件，能够在整体上确认到通过目视能够确认的程度的裂纹。
以上可知，根据所说明的本发明的热锻件的制造方法，即便使用难加工性合金作为热锻用原材料，也能够防止裂纹等不良情况并且高效地进行热锻。
附图标记说明
1、锻造用原材料；2、热锻用原材料；3、热锻件；11、耐热绝热材料。
Claims (4)
1.一种热锻件的制造方法，其中，
该热锻件的制造方法包含以下工序：
加热工序，在加热炉中将进行热锻的加热前原材料加热到热锻温度；
耐热绝热材料粘接工序，在从所述加热炉取出的锻造用原材料的至少其表面的局部粘接耐热绝热材料而形成热锻用原材料；以及
热锻工序，使用模具、铁砧、工具中的任一者压缩所述热锻用原材料的局部或整体而成形为预定的形状，
该热锻件的制造方法还包含：玻璃润滑剂覆盖工序，在所述加热前原材料表面的、至少要粘接所述耐热绝热材料的部分覆盖玻璃润滑剂，
所述玻璃润滑剂在所述耐热绝热材料粘接工序中具有102Pa·s～107Pa·s的粘度。
2.根据权利要求1所述的热锻件的制造方法，其中，
所述热锻工序是自由锻造，在锻造用原材料的在所述自由锻造中不与所述模具、铁砧、工具中的任一者接触的自由变形部分的至少其表面的局部粘接所述耐热绝热材料。
3.根据权利要求1所述的热锻件的制造方法，其中，
在所述耐热绝热材料的与所述锻造用原材料粘接的面附着玻璃颗粒。
4.根据权利要求1所述的热锻件的制造方法，其中，
所述耐热绝热材料是无机纤维。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-148208 | 2021-09-10 | ||
| JP2021148208 | 2021-09-10 | ||
| PCT/JP2022/021761 WO2023037667A1 (ja) | 2021-09-10 | 2022-05-27 | 熱間鍛造材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117980089A true CN117980089A (zh) | 2024-05-03 |
Family
ID=85506383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280060942.1A Pending CN117980089A (zh) | 2021-09-10 | 2022-05-27 | 热锻件的制造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7498443B2 (zh) |
| CN (1) | CN117980089A (zh) |
| WO (1) | WO2023037667A1 (zh) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2653157B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1997-09-10 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐熱合金の鍛造方法 |
| US8789254B2 (en) | 2011-01-17 | 2014-07-29 | Ati Properties, Inc. | Modifying hot workability of metal alloys via surface coating |
| JP6311972B2 (ja) | 2013-04-01 | 2018-04-18 | 日立金属株式会社 | 熱間鍛造方法 |
| JP6630586B2 (ja) | 2016-02-22 | 2020-01-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間鍛造方法及び熱間鍛造品の製造方法 |
| JP6902204B2 (ja) | 2017-03-28 | 2021-07-14 | 日立金属株式会社 | 鍛造製品の製造方法 |
| CN115279513A (zh) | 2020-03-13 | 2022-11-01 | 日立金属株式会社 | 热锻材料的制造方法 |
-
2022
- 2022-05-27 WO PCT/JP2022/021761 patent/WO2023037667A1/ja active Application Filing
- 2022-05-27 CN CN202280060942.1A patent/CN117980089A/zh active Pending
- 2022-05-27 JP JP2023546773A patent/JP7498443B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7498443B2 (ja) | 2024-06-12 |
| JPWO2023037667A1 (zh) | 2023-03-16 |
| WO2023037667A1 (ja) | 2023-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6931679B2 (ja) | 合金加工物上に表面コーティングを形成する方法 | |
| US8685298B2 (en) | Method for hot shaping a workpiece and agent for reducing the heat emission | |
| JP5669451B2 (ja) | γチタン−アルミニウム−母合金から鍛造片を製造する方法 | |
| JP5904431B1 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| US10875080B2 (en) | Method of producing forged product | |
| US11919065B2 (en) | Method for producing hot-forged material | |
| JP7428290B2 (ja) | 熱間鍛造材の製造方法 | |
| CN117980089A (zh) | 热锻件的制造方法 | |
| RU2785111C1 (ru) | Способ горячей штамповки заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов | |
| RU2575061C2 (ru) | Улучшение обрабатываемости металлических сплавов в горячем состоянии путем нанесения поверхностного покрытия | |
| JP6784954B2 (ja) | 熱間鍛造用金型及びそれを用いた鍛造製品の製造方法 | |
| STATI et al. | SCIENTIFIC AND TECHNICAL INFORMAT! ON |
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 |