RU2553759C1 - Method to produce metal protective patch piece - Google Patents

Method to produce metal protective patch piece Download PDF

Info

Publication number
RU2553759C1
RU2553759C1 RU2014109582/02A RU2014109582A RU2553759C1 RU 2553759 C1 RU2553759 C1 RU 2553759C1 RU 2014109582/02 A RU2014109582/02 A RU 2014109582/02A RU 2014109582 A RU2014109582 A RU 2014109582A RU 2553759 C1 RU2553759 C1 RU 2553759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
rolling
profiling
side walls
during
Prior art date
Application number
RU2014109582/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Радик Рафикович МУЛЮКОВ
Рафаил Мансурович Галеев
Олег Раязович Валиахметов
Артур Олегович Валиахметов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук (ИПСМ РАН)
Priority to RU2014109582/02A priority Critical patent/RU2553759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553759C1 publication Critical patent/RU2553759C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: original blank is pre-shaped to form an inner cavity, parallel side walls and a reinforced front part therein. Afterwards a pack for rolling is formed, for this purpose a temporary insert is installed in the cavity of the blank with the help of a device which in the course of rolling prevents the seizure of the blank with the temporary insert by contacting surfaces. Further on, the blank is shaped by rolling in cylindrical rollers.
EFFECT: requirements to the operation of a patch piece are provided for.
10 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в том числе авиационного двигателестроения, и может быть использовано при изготовлении металлической накладки, предназначенной для защиты нагруженной кромки различных ответственных изделий, например входной кромки компрессора и/или лопатки вентилятора газотурбинного двигателя. Чаще всего необходимость такой защиты возникает при изготовлении ответственных изделий в целях снижения их веса из композиционных материалов с полимерной матрицей, в частности с матрицей из углепластика.The invention relates to the field of mechanical engineering, including aircraft engine manufacturing, and can be used in the manufacture of a metal plate designed to protect the loaded edge of various critical products, for example, the input edge of the compressor and / or fan blades of a gas turbine engine. Most often, the need for such protection arises in the manufacture of critical products in order to reduce their weight from composite materials with a polymer matrix, in particular with a carbon fiber matrix.

Вследствие воздействия на кромку основного изделия и соответственно на накладку больших нагрузок, в том числе больших ударных нагрузок, накладка должна быть изготовлена из достаточно прочного сплава. В большинстве случаев, особенно для нужд авиации, накладку изготавливают из титанового сплава. Однако накладка может быть изготовлена из других металлов и сплавов, свойства которых удовлетворяют требованиям эксплуатации защитной накладки.Due to the impact on the edge of the main product and, accordingly, on the lining of large loads, including large shock loads, the lining must be made of a sufficiently strong alloy. In most cases, especially for aviation needs, the overlay is made of titanium alloy. However, the pad can be made of other metals and alloys whose properties satisfy the requirements for the operation of the protective pad.

Воспринимающая нагрузки передняя часть накладки должна быть конструктивно усилена. Боковые стенки накладки, посредством которых она крепится к поверхности изделия, во избежание нарушения заданного профиля поверхности изделия должны быть очень тонкими, в частности равными ~0,2 мм.The load-bearing front of the lining must be structurally reinforced. The side walls of the lining, by means of which it is attached to the surface of the product, in order to avoid violating the specified profile of the surface of the product must be very thin, in particular equal to ~ 0.2 mm

В большинстве случаев защитная накладка в состоянии полуфабриката имеет в поперечном сечении V-образный профиль, хотя она может иметь и U-образный профиль. В готовом изделии профиль накладки в поперечном сечении может быть более сложным. Так, профиль одной боковой стенки накладки входной кромки вентиляторной лопатки должен соответствовать профилю спинки лопатки, а профиль другой боковой стенки - профилю корыта лопатки.In most cases, the protective strip in the semi-finished state has a V-shaped profile in cross section, although it may also have a U-shaped profile. In the finished product, the cross-sectional profile of the patch may be more complex. So, the profile of one side wall of the lining of the input edge of the fan blade should correspond to the profile of the back of the blade, and the profile of the other side wall to the profile of the trough of the blade.

Кроме того, в ряде случаев накладка может иметь сложный пространственный профиль, соответствующий профилю кромки изделия, например той же вентиляторной лопатки.In addition, in some cases, the patch may have a complex spatial profile corresponding to the profile of the edge of the product, for example of the same fan blade.

Изготовление накладки с обеспечением всех конструктивных особенностей и достижением необходимых эксплуатационных характеристик связано с проблемами, решить которые зачастую невозможно без значительного повышения трудоемкости, затрат энергии, материальных ресурсов, последнее, в частности, выражается в снижении коэффициента использования металла (КИМ), а также усложнения используемого оборудования. Все перечисленное по отдельности, а тем более в совокупности ведет к достаточно высокой себестоимости накладки.The manufacture of plates with all the design features and the achievement of the necessary operational characteristics is associated with problems that are often impossible to solve without a significant increase in labor intensity, energy costs, material resources, the latter, in particular, is expressed in a decrease in the metal utilization factor (CMM), as well as the complexity of the used equipment. All of the above individually, and even more so in the aggregate, leads to a rather high cost of lining.

Известен способ изготовления металлической защитной накладки входной кромки лопатки вентилятора [1]. Способ включает предварительное профилирование исходной заготовки обработкой резанием с образованием усиленной передней части, а также имеющей в поперечном сечении промежуточный профиль внутренней полости и тонких боковых стенок. Далее осуществляют обработку полученной промежуточной заготовки давлением до получения заданного профиля накладки в поперечном сечении.A known method of manufacturing a metal protective lining of the input edge of the fan blade [1]. The method includes preliminary profiling of the initial workpiece by machining with the formation of a reinforced front part, as well as having an intermediate profile of the internal cavity and thin side walls in cross section. Next, the resulting intermediate billet is processed by pressure until a predetermined lining profile is obtained in cross section.

Для осуществления предварительного профилирования исходную заготовку накладки, изготовленную из цельной объемной заготовки, зажимают в приспособлении и обрабатывают одной или последовательно несколькими фрезами. В результате образуется V-образная полость с более широко открытыми боковыми стенками, чем требуется для готового изделия. Такой широкий раствор боковых стенок необходим для сложных манипуляций фрезой по мере того, как она подается в направлении к передней усиленной части заготовки накладки. Причем на данном этапе обработки достигается заданная для готового изделия толщина боковых стенок накладки и усиленной передней части.To carry out preliminary profiling, the initial blank of the patch made of a solid bulk blank is clamped in the fixture and machined one or more several cutters. The result is a V-shaped cavity with wider open side walls than is required for the finished product. Such a wide solution of the side walls is necessary for complex manipulations of the cutter as it moves towards the front reinforced part of the workpiece blank. Moreover, at this stage of processing, the thickness of the side walls of the lining and the reinforced front end specified for the finished product is achieved.

Для обработки давлением V-образную заготовку помещают на фасонную оправку, нагревают вместе с оправкой, а затем помещают между двумя нагретыми фасонными полуматрицами для создания изотермических или квазиизотермических условий обработки. Далее, сближая полуматрицы, сжимают заготовку. В результате раствор боковых стенок достигает заданного для готового изделия значения.For pressure treatment, the V-shaped workpiece is placed on a shaped mandrel, heated with the mandrel, and then placed between two heated shaped half-matrices to create isothermal or quasi-isothermal processing conditions. Next, bringing the semi-matrices together, they compress the workpiece. As a result, the solution of the side walls reaches the value set for the finished product.

Профилирование осуществляют при повышенной температуре во избежание возникновения внутренних напряжений. Температуру поддерживают ниже температуры ковки титана или другого металла, из которого выполнена накладка.Profiling is carried out at elevated temperature in order to avoid the occurrence of internal stresses. The temperature is maintained below the temperature of the forging of titanium or other metal from which the plate is made.

Каждый из рассмотренных этапов известного способа изготовления защитной накладки имеет существенные недостатки.Each of the considered stages of the known method of manufacturing a protective pad has significant disadvantages.

Этап предварительного профилирования обработкой резанием из-за необходимости снятия большого слоя металла для получения очень тонких боковых стенок накладки, как уже отмечалось, ~0,2 мм, причем с высокой точностью, и сложных манипуляций с фрезой характеризуется высокой трудоемкостью. Кроме того, при такой обработке основная часть металла исходной заготовки уходит в стружку, что значительно снижает КИМ.The stage of preliminary profiling by machining due to the need to remove a large layer of metal to obtain very thin side walls of the lining, as already noted, is ~ 0.2 mm, moreover, with high accuracy, and complex manipulations with the mill is characterized by high complexity. In addition, with this treatment, the bulk of the metal of the initial billet goes into shavings, which significantly reduces CMM.

На этапе профилирования горячей обработкой давлением используется неблагоприятная схема деформирования, при которой очень тонкие боковые стенки стягиваются друг к другу, что может привести к образованию микроскопических складок на внутренней поверхности боковых стенок накладки. Такие складки представляют собой опасные концентраторы напряжений. Они снижают качество накладки и, следовательно, ее эксплуатационные свойства.At the hot forming stage, an unfavorable deformation scheme is used, in which very thin side walls are pulled together, which can lead to the formation of microscopic folds on the inner surface of the side walls of the patch. Such folds are dangerous stress concentrators. They reduce the quality of the lining and, therefore, its operational properties.

Известны способы изготовления защитной накладки, в которых как окончательный профиль боковых стенок, так и их толщина формируются посредством обработки давлением. В частности, это способ изготовления из титанового сплава металлической защитной накладки входной кромки вентиляторной лопатки [2]. Согласно способу предварительно в исходной заготовке фрезерованием получают внутреннюю полость промежуточной V-образной формы с заданной толщиной боковых стенок, которая должна обеспечить последующее профилирование боковых стенок посредством вытяжки.Known methods for the manufacture of protective linings, in which both the final profile of the side walls and their thickness are formed by pressure treatment. In particular, this is a method of manufacturing a titanium alloy metal protective lining of the input edge of the fan blade [2]. According to the method, the inner cavity of an intermediate V-shape with a given thickness of the side walls, which should provide the subsequent profiling of the side walls by drawing, is preliminarily milled in the initial blank.

Вытяжка позволяет исключить возможность возникновения складок на боковых стенках накладки.The hood allows you to eliminate the possibility of wrinkles on the side walls of the lining.

Для осуществления вытяжки используют специальное приспособление. В этом же приспособлении производят формирование передней усиленной части накладки, а также профилирование всей накладки в вертикальной и горизонтальной плоскости с приданием накладке пространственного аэродинамического профиля.To implement the hood using a special device. In the same device, the formation of the front reinforced part of the lining is performed, as well as the profiling of the entire lining in the vertical and horizontal plane, giving the lining a spatial aerodynamic profile.

Вытяжку боковых стенок, формирование усиленной передней части и профилирование накладки в вертикальной и горизонтальной плоскости выполняют посредством деформации заготовки накладки в температурно-скоростных условиях, обеспечивающих режим высокой пластичности (сверхпластичности) титанового сплава. Во избежание окисления поверхности заготовки способ осуществляют в среде инертного газа. Необходимо особо отметить, что исключительно важным является соблюдение условий сверхпластичности при вытяжке боковых стенок накладки.Extraction of the side walls, the formation of a reinforced front part and the profiling of the lining in the vertical and horizontal plane are performed by deformation of the lining blank in temperature and speed conditions, providing a regime of high ductility (superplasticity) of the titanium alloy. In order to avoid oxidation of the surface of the workpiece, the method is carried out in an inert gas environment. It should be specially noted that it is extremely important that the superplasticity conditions are met when the side walls of the cover plate are drawn.

Кроме соблюдения температурно-скоростных условий для обеспечения высокой пластичности сплава необходимо также наличие в исходной заготовке мелкозернистой и в значительной степени однородной структуры. В условиях производства, тем более в крупногабаритной заготовке, необходимой для изготовления защитной накладки входной кромки вентиляторной лопатки, получить такую структуру не представляется возможным без заметного повышения трудоемкости. Но даже в этом случае в заготовке не исключается наличие зон относительно крупных зерен. Неоднородность структуры в виде разнозернистости может привести к локализации деформации. Схема деформации, основанная на вытяжке, является особо чувствительной к малейшей неоднородности структуры и однозначно реагирующей на нее локализацией деформации. Локализация деформации, в свою очередь, приводит к разнотолщинности тонкой стенки и, как следствие, к возникновению концентраторов напряжений, а в пределе к разрыву стенки. Вытяжка способствует также возникновению в стенках особо опасных концентраторов напряжений - пор, которые при самых незначительных размерах могут привести к развитию ползучести и разрыву боковой стенки при эксплуатации изделия.In addition to observing the temperature and speed conditions, to ensure high ductility of the alloy, it is also necessary to have a fine-grained and substantially uniform structure in the initial billet. In production conditions, especially in a large-sized blank, necessary for the manufacture of a protective pad for the input edge of the fan blade, it is not possible to obtain such a structure without a noticeable increase in the complexity. But even in this case, the presence of zones of relatively large grains is not excluded in the workpiece. The heterogeneity of the structure in the form of heterogeneity can lead to localization of deformation. The deformation scheme based on the hood is particularly sensitive to the slightest heterogeneity of the structure and uniquely responding to it by the localization of the deformation. The localization of deformation, in turn, leads to the difference in thickness of the thin wall and, as a result, to the appearance of stress concentrators, and, in the limit, to rupture of the wall. The hood also contributes to the emergence in the walls of particularly dangerous stress concentrators - pores, which, at very small sizes, can lead to the development of creep and rupture of the side wall during operation of the product.

Здесь необходимо отметить, что титановые сплавы при использовании других методов деформирования не склонны к порообразованию даже при наличии разнозернистости. Но при свободной вытяжке возможность появления пор велика. Следовательно, приходится ограничивать степень деформации при вытяжке, что в свою очередь ведет к необходимости получения на первом этапе изготовления накладки, при обработке исходной заготовки фрезерованием, достаточно тонких боковых стенок. Отсюда способу [2], как и способу [1], присущи такие недостатки, как высокая трудоемкость операции предварительного профилирования, в том числе за счет сложных манипуляций с фрезой, а также низкий КИМ. Но в способе [2] эти недостатки проявляется несколько в меньшей степени, чем в способе [1], поскольку толщина боковых стенок все же является большей и допуски на нее варьируются в более широких пределах.It should be noted here that titanium alloys when using other deformation methods are not prone to pore formation even in the presence of different grain sizes. But with a free hood, the possibility of the appearance of pores is great. Therefore, it is necessary to limit the degree of deformation during drawing, which in turn leads to the need to obtain, at the first stage of manufacturing of the lining, when processing the initial workpiece by milling, sufficiently thin side walls. Hence, the method [2], as well as the method [1], have such disadvantages as the high laboriousness of the preliminary profiling operation, including due to complex manipulations with the mill, as well as low CMM. But in the method [2], these drawbacks are manifested to a somewhat lesser extent than in the method [1], since the thickness of the side walls is still larger and the tolerances on it vary within wider limits.

Еще одним недостатком известного способа является необходимость использования в ходе операции обработки давлением специального, даже эксклюзивного приспособления. Приспособление является довольно сложным, поскольку имеет множество подвижных в различных плоскостях элементов, благодаря которым становится возможным осуществление в устройстве различных переходов данной операции способа. Приспособление также снабжено сложными по конструкции звеньями, связывающими подвижные элементы с соответствующими исполнительными механизмами.Another disadvantage of this method is the need to use during the operation of the pressure treatment of a special, even exclusive device. The device is quite complex, because it has many elements moving in different planes, due to which it becomes possible to implement various transitions of this operation of the method in the device. The device is also equipped with structurally complex links connecting the movable elements with the corresponding actuators.

Для решения возникающих проблем при разработке способов изготовления защитных накладок делаются попытки использовать альтернативные решения, заключающиеся в изготовлении накладки из двух и более частей с последующим их соединением сваркой.To solve the problems encountered in the development of methods for manufacturing protective linings, attempts are made to use alternative solutions, which consist in the manufacture of linings of two or more parts with their subsequent connection by welding.

Известен способ изготовления защитной накладки входной кромки композиционной лопатки вентилятора [3], согласно которому накладка изготавливается из двух частей, как правило, из двух листовых заготовок, подвергнутых предварительно обработке резанием для формирования с обоих концов каждой заготовки выступов. С одного конца заготовок профиль выступов в поперечном сечении соответствует профилю усиленной передней части накладки. Выступы на противоположном конце заготовок выполняют технологическую функцию. В области выступов заготовки свариваются между собой диффузионной сваркой, образуя конверт с герметичной полостью. Окончательную форму защитная накладка получает путем пневмоформовки полученного пакета в режиме сверхпластичности в штампе. По окончании пневмоформовки технологические выступы обрезаются с образованием боковых стенок накладки.A known method of manufacturing a protective lining of the input edge of the composite fan blades [3], according to which the lining is made of two parts, usually of two sheet blanks, subjected to preliminary processing by cutting to form protrusions on both ends of each blank. At one end of the workpieces, the cross-sectional profile of the protrusions corresponds to the profile of the reinforced front of the patch. The protrusions at the opposite end of the workpieces perform a technological function. In the area of protrusions, the workpieces are welded together by diffusion welding, forming an envelope with a sealed cavity. The protective pad receives the final form by pneumoforming the resulting package in the superplasticity mode in the stamp. At the end of the blow molding process ledges are trimmed with the formation of the side walls of the lining.

Известен способ [4], в котором накладка изготавливается из трех частей, также с использованием сварки и сверхпластической формовки. Усиленная передняя часть накладки изготавливается из массивного прутка методом объемной деформации и механической обработки. Боковые стенки накладки вырезаются и формуются из листового материала. Стенки привариваются к передней части с помощью лазерной или диффузионной сварки.The known method [4], in which the plate is made of three parts, also using welding and superplastic molding. The reinforced front part of the lining is made of a solid bar by the method of volumetric deformation and machining. The side walls of the lining are cut out and molded from sheet material. The walls are welded to the front using laser or diffusion welding.

Наличие сварного соединения значительно снижает эксплуатационные свойства защитной накладки. В первую очередь это касается сварного соединения, выполненного лазерной сваркой, которая ведет к изменению структуры сплава в зоне сварки, делая ее более хрупкой и снижая тем самым ударную вязкость передней усиленной части накладки, работающей, как было уже отмечено, в условиях значительных ударных нагрузок.The presence of a welded joint significantly reduces the operational properties of the protective pad. First of all, this concerns a welded joint made by laser welding, which leads to a change in the structure of the alloy in the weld zone, making it more brittle and thereby reducing the toughness of the front reinforced part of the plate, which, as has already been noted, works under conditions of significant shock loads.

При использовании для соединения частей накладки диффузионной сварки гарантировать необходимое качество накладки и прежде всего достаточную ударную вязкость передней усиленной части накладки можно только при условии образования в зоне соединения общих зерен, когда структура зоны соединения мало отличается от структуры основного металла. Только в этом случае соединение имеет ударную вязкость, пластичность и прочность на уровне этих показателей для основного металла. Для получения такого надежного соединения необходимо наличие множества факторов - это, по крайней мере, подготовленная однородная мелкозернистая структура свариваемых заготовок, возможность создания глубокого вакуума при сварке заготовок во избежание окисления свариваемых поверхностей, а также тщательная подготовка свариваемых поверхностей путем их шлифования и полирования. Кроме того, продолжительность стадии полноценного объемного взаимодействия при диффузионной сварке составляет 1,5…2 часа. Соблюдение перечисленных требований усложняет технологический процесс изготовления изделия, увеличивает его продолжительность и, как следствие, увеличивает затраты материальных ресурсов и энергии на изготовление накладки. Кроме того, не решается проблема упрощения и удешевления используемого для изготовления накладки оборудования.When using diffusion welding to connect the lining parts, the required lining quality and, above all, sufficient toughness of the front reinforced lining part can be guaranteed only if common grains are formed in the joint zone, when the structure of the joint zone differs little from the structure of the base metal. Only in this case, the connection has impact strength, ductility and strength at the level of these indicators for the base metal. To obtain such a reliable connection, many factors are necessary - at least, a prepared homogeneous fine-grained structure of the welded workpieces, the possibility of creating a deep vacuum when welding workpieces to avoid oxidation of the welded surfaces, as well as careful preparation of the welded surfaces by grinding and polishing them. In addition, the duration of the stage of full volumetric interaction during diffusion welding is 1.5 ... 2 hours. Compliance with these requirements complicates the manufacturing process of the product, increases its duration and, as a result, increases the cost of material resources and energy for the manufacture of the lining. In addition, the problem of simplifying and reducing the cost of the equipment used for the manufacture of the lining is not resolved.

В результате изделия, изготовленные способом, предусматривающим использование полноценной диффузионной сварки, даже превосходят по себестоимости изделия, изготовленные рассмотренными выше способами без использования диффузионной сварки. Что же касается повышения качества готового изделия, полностью зависящего от качества соединения, полученного диффузионной сваркой, то его здесь также невозможно гарантировать.As a result, products manufactured by a method involving the use of high-grade diffusion welding even exceed the cost of products manufactured by the methods discussed above without the use of diffusion welding. As for improving the quality of the finished product, which completely depends on the quality of the joints obtained by diffusion welding, it is also impossible to guarantee here.

Единственное, в чем усматривается явное преимущество способов изготовления защитной накладки с использованием сварки [3, 4] по сравнению со способами [1, 2] - это более высокий КИМ.The only thing that seems to be a clear advantage of the methods for manufacturing a protective lining using welding [3, 4] compared to the methods [1, 2] is a higher CMM.

За прототип изобретения выбран рассмотренный выше способ по патенту [2], включающий этап предварительное профилирования исходной заготовки обработкой резанием с образованием V-образной полости и последующее профилирование промежуточной заготовки обработкой давлением посредством вытяжки боковых стенок с использованием специально созданного для осуществления такой операции приспособления.For the prototype of the invention, the above-described method according to the patent [2] was selected, which includes the step of preliminary profiling the initial workpiece by cutting to form a V-shaped cavity and subsequent profiling of the intermediate workpiece by pressure treatment by drawing side walls using a device specially created for such an operation.

Задачей изобретения является упрощение способа, снижение его трудоемкости, а также снижение себестоимости металлической защитной накладки при одновременном повышении ее качества.The objective of the invention is to simplify the method, reducing its complexity, as well as reducing the cost of the metal protective lining while increasing its quality.

Технический результат изобретения выражается в использовании для последующего второго этапа профилирования заготовки такого метода обработки давлением, как прокатка, наиболее благоприятного с позиции достижения необходимых показателей качества изделия и одновременно позволяющего снизить трудоемкость этапа предварительного профилирования заготовки, повысить КИМ, ослабить требования к однородности структуры исходной заготовки, а также требующего для своей реализации простого стандартного оборудования.The technical result of the invention is expressed in the use for the next second step of profiling the billet of such a pressure treatment method as rolling, which is most favorable from the standpoint of achieving the necessary quality indicators of the product and at the same time reduces the complexity of the preliminary profiling of the billet, increase CMM, weaken the requirements for the uniformity of the structure of the initial billet as well as requiring simple standard equipment for its implementation.

Для достижения технического результата при изготовлении металлической защитной накладки кромки изделия, например лопатки вентилятора, используется способ, который включает предварительное профилирование исходной заготовки с образованием в заготовке внутренней полости, боковых стенок и усиленной передней части промежуточной формы и размеров, выбираемых с учетом заданной величины их изменения при последующем профилировании обработкой давлением.To achieve a technical result in the manufacture of a metal protective lining of the product edge, for example, a fan blade, a method is used that includes preliminary profiling of the initial workpiece with the formation of an internal cavity, side walls and a reinforced front part of an intermediate shape and size, selected taking into account a given amount of change during subsequent profiling by pressure treatment.

Отличие заявляемого в качестве изобретения способа состоит в том, что последующее профилирование заготовки обработкой давлением осуществляют посредством прокатки в цилиндрических валках, при этом на этапе предварительного профилирования получают заготовку с параллельными боковыми стенками, далее формируют пакет под прокатку, для чего устанавливают в полость заготовки технологическую вставку с использованием при установке средства, предотвращающего в процессе прокатки схватывание заготовки с технологической вставкой по контактирующим поверхностям.The difference of the method claimed as an invention is that the subsequent profiling of the workpiece by pressure treatment is carried out by rolling in cylindrical rolls, while at the preliminary profiling stage a workpiece with parallel side walls is obtained, then a package for rolling is formed, for which a technological insert is installed in the workpiece cavity using during installation installation means that prevents the workpiece from setting during the rolling process with the technological insert on the contact surfaces.

Достижению технического результата способствуют следующие дополнительные приемы способа:The achievement of the technical result is facilitated by the following additional methods of the method:

- на этапе предварительного профилирования получают заготовку в виде прямоугольного параллелепипеда с П-образной внутренней полостью;- at the stage of preliminary profiling receive the workpiece in the form of a rectangular parallelepiped with a U-shaped internal cavity;

- предварительное профилирование исходной заготовки осуществляют обработкой резанием;- preliminary profiling of the initial billet is carried out by cutting;

- на этапе предварительного профилирования обработкой резанием получают заготовку с размерами, учитывающими степень истинной деформации при прокатке 0,7…1,5;- at the stage of preliminary profiling by machining, a workpiece is obtained with dimensions that take into account the degree of true deformation during rolling of 0.7 ... 1.5;

- предварительное профилирование исходной заготовки осуществляют обработкой давлением;- preliminary profiling of the initial billet is carried out by pressure treatment;

- на этапе предварительного профилирования обработкой давлением получают заготовку с размерами, учитывающими степень истинной деформации при прокатке 1,5…2,5;- at the stage of preliminary profiling by pressure treatment, a workpiece is obtained with dimensions that take into account the degree of true deformation during rolling 1.5 ... 2.5;

- на контактирующие поверхности заготовки и/или вставки наносят антиадгезионное покрытие;- a release coating is applied to the contacting surfaces of the workpiece and / or insert;

- контактирующие с заготовкой поверхности вставки подвергают нагреву до образования на них оксидной пленки;- the surfaces in contact with the workpiece are subjected to heating until an oxide film forms on them;

- при изготовлении исходной заготовки из титанового сплава, прокатку заготовки осуществляют в металлической оболочке;- in the manufacture of the initial billet from a titanium alloy, the rolling of the billet is carried out in a metal shell;

- при изготовлении исходной заготовки из титанового сплава берут исходную заготовку с размером зерен менее 1 мкм, при этом прокатку осуществляют при температуре, Tпп-(200…400)°C, где Tпп - температура полного полиморфного превращения сплава.- in the manufacture of the initial billet from a titanium alloy, an initial billet with a grain size of less than 1 μm is taken, while rolling is carried out at a temperature, T pp - (200 ... 400) ° C, where T pp is the temperature of the complete polymorphic transformation of the alloy.

Ниже приведено более подробное раскрытие задачи, на решение которой направлено изобретение.Below is a more detailed disclosure of the problem to which the invention is directed.

Прокатка в цилиндрических валках является одним из наиболее разработанных и широко используемых методов обработки металлов и сплавов давлением. Кроме того, при прокатке создается благоприятная схема деформации, характеризующаяся наличием компоненты всестороннего сжатия. Такая схема деформации препятствует не только образованию пор в заготовке, но и способствует повышению однородности ее структуры. В результате заметно снижаются требования к однородности структуры исходной заготовки, которую можно вырезать из промышленного проката, листа или плиты. Снижаются также требования к пластичности сплава, что позволяет изготавливать заготовку из сплавов, в меньшей степени пластичных при температуре деформации по сравнению с титановыми сплавами.Rolling in cylindrical rolls is one of the most developed and widely used methods of processing metals and alloys by pressure. In addition, during rolling, a favorable deformation scheme is created, characterized by the presence of a comprehensive compression component. Such a deformation scheme prevents not only the formation of pores in the preform, but also enhances the uniformity of its structure. As a result, the requirements for the uniformity of the structure of the initial billet, which can be cut from industrial rolled products, sheet or plate, are markedly reduced. The requirements for the ductility of the alloy are also reduced, which makes it possible to produce a workpiece from alloys that are less ductile at a deformation temperature compared to titanium alloys.

Вследствие возможности использовать для изготовления накладки широко распространенное оборудование, а также в общем случае использовать заготовку без специально подготовленной структуры заметно снижается себестоимость готовой накладки, при столь же заметном повышении ее качества, заключающегося прежде всего в отсутствии микропор.Due to the ability to use widespread equipment for the manufacture of linings, as well as in the general case to use a blank without a specially prepared structure, the cost of the finished linings is noticeably reduced, with an equally noticeable increase in its quality, which consists primarily in the absence of micropores.

В заявляемом способе, в отличие от способа-прототипа, снимаются жесткие ограничения по размерам заготовки, которые должны быть получены на этапе предварительного профилирования, поскольку прокатка, в отличие от вытяжки в способе-прототипе, может быть осуществлена с гораздо большей степенью деформации. Теоретически прокатка может быть осуществлена за любое число проходов с любой суммарной степенью деформации. Следовательно, предварительное профилирование в заявляемом способе можно осуществить как обработкой резанием, так и обработкой давлением с достаточно большими припусками на размеры заготовки.In the inventive method, in contrast to the prototype method, there are removed strict restrictions on the size of the workpiece, which must be obtained at the stage of preliminary profiling, since rolling, in contrast to the hood in the prototype method, can be carried out with a much greater degree of deformation. Theoretically, rolling can be carried out in any number of passes with any total degree of deformation. Therefore, preliminary profiling in the present method can be carried out both by cutting and pressure processing with sufficiently large allowances for the dimensions of the workpiece.

Учитывая возможности оборудования, размеры цельных объемных заготовок, в том числе ассортимент листов по толщине, из которых могут быть изготовлены исходные заготовки, структуру материала заготовок, а также метод, посредством которого осуществляют предварительное профилирование заготовки, заранее задают степень деформации при прокатке. С учетом этой степени определяют размеры заготовки, которые должны быть получены на этапе предварительного профилирования.Considering the capabilities of the equipment, the dimensions of solid bulk blanks, including the assortment of sheets by thickness, from which the initial blanks can be made, the material structure of the blanks, as well as the method by which the blank is pre-shaped, pre-set the degree of deformation during rolling. Given this degree, the dimensions of the workpiece are determined, which should be obtained at the stage of preliminary profiling.

При предварительном профилировании исходной заготовки обработкой резанием оптимальным является получение толщины промежуточной заготовки и ее боковых стенок, выбираемых с учетом степени их истинной деформации при прокатке 0,7…1,5.When preliminary profiling the initial billet by machining, it is optimal to obtain the thickness of the intermediate billet and its side walls, selected taking into account the degree of their true deformation during rolling of 0.7 ... 1.5.

Необходимо отметить, что независимо от выбранной степени деформации заготовки при прокатке обработка резанием осуществляется с более высоким КИМ, поскольку при изготовлении заготовки с параллельными боковыми стенками снимается гораздо меньший слой металла, чем при изготовлении заготовки со стенками V-образного профиля в способе-прототипе. Снижается также трудоемкость операции обработки резанием, поскольку не требуется осуществлять сложные манипуляции с фрезой.It should be noted that regardless of the degree of deformation of the workpiece selected during rolling, machining is performed with a higher CMM, since in the manufacture of the workpiece with parallel side walls a much smaller layer of metal is removed than in the manufacture of the workpiece with the walls of the V-shaped profile in the prototype method. The complexity of the machining operation is also reduced, since complex manipulations with the mill are not required.

При предварительном профилировании заготовки обработкой давлением оптимальной является толщина промежуточной заготовки и ее боковых стенок, выбираемая с учетом степени их истинной деформации при прокатке 1,5…2,5.During preliminary profiling of the workpiece by pressure treatment, the thickness of the intermediate workpiece and its side walls is optimal, selected taking into account the degree of their true deformation during rolling 1.5 ... 2.5.

Здесь необходимо отметить, что КИМ при обработке давлением всегда более высокий, чем при обработке резанием.It should be noted here that KIM during pressure processing is always higher than during cutting.

Возможно предварительное профилирование осуществлять, комбинируя обработку давлением с обработкой резанием.It is possible to carry out preliminary profiling by combining pressure treatment with cutting processing.

В любом случае использование прокатки позволит снизить трудоемкость операции предварительного профилирования заготовки и заметно повысить КИМ.In any case, the use of rolling will reduce the complexity of the preliminary profiling of the workpiece and significantly increase the CMM.

В целях упрощения способа изготовления накладки рекомендуется получать на этапе предварительного профилирования заготовку под прокатку в виде прямоугольного параллелепипеда с П-образной внутренней полостью. При этом исходная заготовка может быть изготовлена из плиты, имеющей размеры, близкие к размерам исходной заготовки, что будет способствовать дальнейшему повышению КИМ.In order to simplify the method of manufacturing the pads, it is recommended to obtain, at the stage of preliminary profiling, a blank for rolling in the form of a rectangular parallelepiped with a U-shaped internal cavity. In this case, the initial billet can be made of a plate having dimensions close to the dimensions of the initial billet, which will contribute to a further increase in CMM.

В общем случае исходная заготовка может иметь форму призмы или другой фигуры. Полученная из нее заготовка под прокатку также может иметь форму, отличную от прямоугольного параллелепипеда. К тому же и внутренняя полость может иметь иную, например U-образную, форму. Но во всех случаях обязательным является получение на этапе предварительного профилирования заготовки под прокатку с параллельными боковыми стенками. Все прочие несоответствия формы заготовки форме готового изделия могут быть устранены на этапе заключительной обработки резанием.In the general case, the initial preform may be in the form of a prism or other shape. The billet obtained from it for rolling may also have a shape other than a rectangular parallelepiped. In addition, the internal cavity may have a different, for example, U-shaped, shape. But in all cases, it is mandatory to obtain, at the stage of preliminary profiling, billets for rolling with parallel side walls. All other discrepancies in the shape of the workpiece to the shape of the finished product can be eliminated at the stage of the final machining.

При сборке пакета под прокатку в качестве средства, предотвращающего в процессе прокатки схватывание заготовки с технологической вставкой по контактирующим поверхностям, рекомендуется использовать антиадгезионное покрытие, в частности, на основе нитрида бора или же подвергать вставку предварительному нагреву для образования на ее поверхности оксидного слоя.When assembling the package for rolling, it is recommended to use a release coating, in particular, based on boron nitride, or to pre-heat the insert to form an oxide layer on the surface as a means of preventing the workpiece from setting on the contact surface during the rolling process.

Как уже отмечалось ранее, в большинстве случаев накладка изготавливается из титанового сплава. Титановый сплав отличается легкостью и, что особенно важно, сочетанием высокой прочности при температуре эксплуатации и пластичности при горячей обработке давлением. Горячая обработка давлением осуществляется в изотермических или квазиизотермических условиях, что необходимо для поддержания заданной температуры заготовки и соответственно необходимого напряжения течения титанового сплава. Рекомендуется прокатку заготовки осуществлять в защитной металлической оболочке, что позволит пренебречь некоторым охлаждением нагретых валков или нагревать валки до более низкой температуры. При использовании для изготовления оболочки материала с особо низкой теплопроводностью и/или достаточной толщины возможна прокатка заготовки ненагретыми валками. Однако при этом между проходами прокатки понадобится подогрев заготовки.As noted earlier, in most cases, the plate is made of titanium alloy. The titanium alloy is lightweight and, most importantly, a combination of high strength at operating temperature and ductility during hot working. Hot pressure treatment is carried out in isothermal or quasi-isothermal conditions, which is necessary to maintain a given workpiece temperature and, accordingly, the required flow stress of a titanium alloy. It is recommended that the workpiece be rolled in a protective metal shell, which will neglect some cooling of the heated rolls or heat the rolls to a lower temperature. When using material with a particularly low thermal conductivity and / or sufficient thickness for the manufacture of a shell, rolling of the workpiece with unheated rolls is possible. However, in this case, between the rolling passes, heating of the workpiece is required.

Актуальным является использование для изготовления накладки исходной заготовки из титанового сплава с размером зерен менее 1 мкм. Для этого понадобится специальная подготовка структуры в исходной заготовке, что повлечет увеличение трудоемкости способа. Однако при использовании заготовки с такой подготовленной структурой обеспечивается возможность осуществить прокатку в интервале температур Tпп-(200…400)°C, что приводит к возникновению множества положительных факторов. К таким положительным факторам можно отнести экономию электрической энергии, необходимую, в частности, для нагрева валков, а также исключение необходимости проводить прокатку в среде инертного газа, так как образующийся при указанной температуре на поверхности заготовки газонасыщенный слой может быть легко удален при финишной обработке изделия шлифованием. Положительно также то, что при указанной температуре прокатки в заготовке незначительно возрастает размер зерен и соответственно в большей степени сохраняется способность заготовки к сверхпластической деформации при осуществлении ее дальнейшего профилирования для придания более сложного, например аэродинамического, профиля.It is relevant to use for the manufacture of the lining of the original billet of titanium alloy with a grain size of less than 1 micron. This will require special preparation of the structure in the initial workpiece, which will entail an increase in the complexity of the method. However, when using a workpiece with such a prepared structure, it is possible to carry out rolling in the temperature range T pp - (200 ... 400) ° C, which leads to the emergence of many positive factors. These positive factors include the saving of electric energy, necessary, in particular, for heating the rolls, as well as eliminating the need to perform rolling in an inert gas environment, since a gas-saturated layer formed at the indicated temperature on the surface of the workpiece can be easily removed by finishing the product by grinding . It is also positive that at the indicated rolling temperature in the billet the grain size slightly increases and, accordingly, the ability of the billet to superplastic deformation is preserved to a greater extent during further profiling to give a more complex, for example, aerodynamic, profile.

Кроме того, при использовании данного приема сохраняются все другие рассмотренные выше преимущества заявляемого способа.In addition, when using this technique, all the other advantages of the proposed method discussed above are retained.

Краткое описание графических материаловA brief description of the graphic materials

Фиг.1. Схема прокатки заготовки защитной накладки из титанового сплава, вид в поперечном сечении.Figure 1. Scheme of rolling a blank of a protective lining of titanium alloy, view in cross section.

Фиг.2. Схема прокатки заготовки защитной накладки из титанового сплава, вид в продольном сечении.Figure 2. Scheme of rolling a blank of a protective lining of titanium alloy, view in longitudinal section.

Фиг.3. Фото полуфабриката защитной накладки после прокатки.Figure 3. Photo of a semi-finished protective pad after rolling.

Фиг.4. Фото готовой защитной накладки входной кромки лопатки вентилятора.Figure 4. Photo of the finished protective pad of the input edge of the fan blade.

На фиг.1, 2 представлена схема, поясняющая операцию прокатки заготовки 1 защитной накладки из титанового сплава. Пакет под прокатку состоит из заготовки накладки 1, имеющей усиленную часть 2 и сравнительно тонкие боковые стенки 3, 4 и технологической вставки 5. Между контактирующими поверхностями заготовки 1 и технологической вставки 5 расположен слой антиадгезионного покрытия 6. Пакет размещен в оболочке 7. Поз.8, 9 обозначены цилиндрические валки.Figure 1, 2 presents a diagram explaining the operation of rolling the workpiece 1 of the protective lining of titanium alloy. The rolling package consists of a blank of a lining 1 having a reinforced part 2 and relatively thin side walls 3, 4 and a technological insert 5. Between the contacting surfaces of the billet 1 and the technological insert 5 there is a layer of release coating 6. The packet is placed in the shell 7. Item 8 , 9 marked cylindrical rolls.

На фиг.3 показан полуфабрикат защитной накладки после прокатки с удаленной технологической вставкой.Figure 3 shows the semi-finished protective pads after rolling with the removed technological insert.

На фиг.4 показана защитная накладки после придания ее боковым стенкам профиля входной кромки лопатки вентилятора.Figure 4 shows the protective pads after giving it the side walls of the profile of the input edge of the fan blades.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

На этапе предварительного профилирования из исходной заготовки изготавливают заготовку накладки с внутренней полостью, параллельными боковыми стенками и усиленной передней частью, промежуточной формы и размеров, выбираемых с учетом заданной величины их изменения при прокатке. Так, соотношение общей толщины заготовки к толщине боковых стенок должно быть равным соотношению толщины усиленной передней части к толщине боковых стенок после прокатки. Исходная заготовка в свою очередь изготавливается из цельной объемной заготовки, в том числе из листа достаточной толщины.At the stage of preliminary profiling, an overlay blank is made from the initial billet with an internal cavity, parallel side walls and a reinforced front part, of intermediate shape and size, selected taking into account the given magnitude of their change during rolling. So, the ratio of the total thickness of the workpiece to the thickness of the side walls should be equal to the ratio of the thickness of the reinforced front to the thickness of the side walls after rolling. The initial billet, in turn, is made from a solid bulk billet, including a sheet of sufficient thickness.

Предварительное профилирование осуществляют обработкой резанием или давлением.Pre-profiling is carried out by cutting or pressure.

Затем формируют пакет под прокатку, размещая в полости заготовки 1 технологическую вставку 5. При этом между контактирующими поверхностями заготовкой 1 и технологической вставкой 5 располагают слой антиадгезионного покрытия 6. Вместо нанесения антиадгезионного покрытия технологическую вставку можно нагревать на воздухе до появления на поверхности вставки оксидного слоя.Then a rolling bag is formed by placing a technological insert 5 in the cavity of the preform 1. In this case, a release coating layer 6 is placed between the contacting surfaces of the preform 1 and the process insert 5. Instead of applying a release coating, the process insert can be heated in air until an oxide layer appears on the surface of the insert.

Прокатку осуществляют в цилиндрических валках 8, 9 при заданной температуре с заданной степенью деформации за несколько проходов.Rolling is carried out in cylindrical rolls 8, 9 at a given temperature with a given degree of deformation in several passes.

Прокатку заготовки из титанового сплава осуществляют в оболочке 7 подогретыми валками. В зависимости от температуры валков определяют необходимость промежуточных подогревов заготовки. При отсутствии оболочки прокатку заготовки из титанового сплава осуществляют, поддерживая температуру заготовки и валков на требуемом уровне.The rolling of a titanium alloy billet is carried out in the shell 7 with heated rolls. Depending on the temperature of the rolls determine the need for intermediate heating of the workpiece. In the absence of a shell, rolling of a titanium alloy billet is carried out while maintaining the temperature of the billet and rolls at the required level.

Прокатку стальной заготовки можно осуществлять на воздухе без нагрева, но с промежуточными отжигами, необходимыми для снятия внутренних напряжений.Rolling a steel billet can be carried out in air without heating, but with intermediate anneals necessary to relieve internal stresses.

Во всех случаях при обработке давлением температурно-скоростные режимы деформации как на этапе предварительного профилирования, так и при прокатке выбирают в зависимости от материала заготовки из соответствующих справочников.In all cases, during pressure treatment, temperature-speed deformation modes, both at the stage of preliminary profiling and during rolling, are selected depending on the material of the workpiece from the corresponding reference books.

При обработке давлением заготовок со специально подготовленной мелкозернистой структурой температурно-скоростные режимы деформации выбирают с учетом размера зерен в исходной заготовки и возможности его сохранения для окончательного профилирования накладки в условиях сверхпластичности.When pressure-treating workpieces with a specially prepared fine-grained structure, the temperature and speed deformation modes are selected taking into account the grain size in the initial workpiece and the possibility of its preservation for the final profiling of the lining in superplastic conditions.

После прокатки технологическая вставка либо 5 удаляется из полости полуфабриката (фиг.3), либо остается в ней для того, чтобы выполнить функцию оправки в ходе дополнительного профилирования для придания накладке более сложного, например аэродинамического, профиля.After rolling, the technological insert either 5 is removed from the cavity of the semi-finished product (figure 3), or remains in it in order to fulfill the function of a mandrel during additional profiling to give the plate a more complex, for example aerodynamic, profile.

В заключение может следовать финишная обработка резанием полуфабриката накладки, предназначенная, в частности, для оформления кромок передней усиленной части накладки.In conclusion, the finishing processing by cutting the semi-finished lining may follow, intended, in particular, for forming the edges of the front reinforced part of the lining.

Примеры конкретного выполнения способа изготовления металлической защитной накладки.Examples of specific performance of the method of manufacturing a metal protective pad.

Передняя кромка была изготовлена из титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V), а также из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т.The leading edge was made of VT6 titanium alloy (Ti-6Al-4V), as well as 12X18H10T stainless steel.

Приведенные примеры не исчерпывают возможностей заявляемого способа изготовления металлической защитной накладки из других материалов.The above examples do not exhaust the possibilities of the proposed method for the manufacture of a metal protective pad from other materials.

Примеры осуществления способаExamples of the method

Пример №1Example No. 1

Из цельной объемной заготовки с произвольной структурой из стали 12Х18Н10Т изготовили исходную заготовку в виде прямоугольного параллелепипеда, в которой фрезерованием выполнили полость П-образной формы, создав при этом усиленную переднюю часть и боковые стенки заготовки. Размеры всех частей заготовки были выбраны с учетом степени их истинной деформации при прокатке ~1,4. В полученную полость поместили технологическую вставку из того же материала. На контактирующие поверхности заготовки и вставки нанесли антиадгезионное покрытие в виде тонкого слоя нитрида бора. Прокатку полученного пакета осуществили за 7 проходов с промежуточными отжигами в интервале температур 600…700°С в течение 30 минут. После прокатки технологическую вставку удалили из полости полуфабриката.An initial billet in the form of a rectangular parallelepiped was made from a solid bulk billet with an arbitrary structure of steel 12X18H10T, in which a U-shaped cavity was milled, creating a reinforced front part and side walls of the billet. The dimensions of all parts of the workpiece were selected taking into account the degree of their true deformation during rolling ~ 1.4. A technological insert of the same material was placed in the cavity obtained. A release coating in the form of a thin layer of boron nitride was applied to the contacting surfaces of the workpiece and insert. The resulting package was rolled in 7 passes with intermediate annealing in the temperature range of 600 ... 700 ° C for 30 minutes. After rolling, the technological insert was removed from the cavity of the semi-finished product.

Пример №2Example No. 2

Данный пример отличается от предыдущего тем, что исходная заготовка была изготовлена из промышленной плиты из титанового сплава ВТ6. Технологическая вставка была также изготовлена из стали 12Х18Н10Т.This example differs from the previous one in that the initial billet was made of an industrial plate made of VT6 titanium alloy. The technological insert was also made of steel 12X18H10T.

Полученный пакет поместили в оболочку с толщиной стенок 10 мм из низкоуглеродистой стали марки Ст.3, изготовленную посредством электродуговой сварки. Прокатку пакета в оболочке проводили в цилиндрических валках с нагрева до температуры в интервале 900…920°С за 7 проходов с промежуточными подогревами после каждого прохода. Степень истинной деформации пакета при прокатке составила ~1,4. По окончании прокатки и расшивки оболочки из полости полуфабриката извлекли технологическую вставку.The resulting package was placed in a shell with a wall thickness of 10 mm from low-carbon steel grade St.3, made by electric arc welding. The package was rolled in a shell in cylindrical rolls from heating to a temperature in the range of 900 ... 920 ° C in 7 passes with intermediate heating after each pass. The degree of true deformation of the package during rolling was ~ 1.4. At the end of rolling and embroidery of the shell, a technological insert was removed from the cavity of the semi-finished product.

Пример №3Example No. 3

Данный пример отличается от предыдущего тем, что заготовка из титанового сплава ВТ6 была подвергнута всесторонней изотермической ковке со снижением температуры этапов ковки от 700 до 600°C. На заключительном этапе деформации при температуре 600°С заготовке была придана форма исходной заготовки для изготовления накладки - прямоугольного параллелепипеда. После такой обработки средний размер зерен в заготовке составил 0,5 мкм. Далее произвели такие же операции, как в примере №2, за исключением того, что прокатку пакета в цилиндрических валках проводили с нагрева до температуры в интервале 600…620°С. При этом так же, как в примере №2, осуществляли промежуточные подогревы после каждого прохода. Истинная степень деформации пакета составила ~1,4. По окончании прокатки и расшивки оболочки из полости полуфабриката извлекли технологическую вставку.This example differs from the previous one in that the VT6 titanium alloy billet was subjected to comprehensive isothermal forging with a decrease in the temperature of the forging stages from 700 to 600 ° C. At the final stage of deformation at a temperature of 600 ° C, the workpiece was given the shape of the original workpiece for the manufacture of the lining - a rectangular parallelepiped. After this treatment, the average grain size in the preform was 0.5 μm. Then, the same operations were performed as in example No. 2, except that the package was rolled in cylindrical rolls with heating to a temperature in the range of 600 ... 620 ° C. At the same time, as in example No. 2, intermediate heating was carried out after each pass. The true degree of deformation of the package was ~ 1.4. At the end of rolling and embroidery of the shell, a technological insert was removed from the cavity of the semi-finished product.

Пример №4Example No. 4

Данный пример отличается от предыдущего тем, что прямоугольный параллелепипед, полученный на заключительном этапе всесторонней изотермической ковки, прокатали в листовую полосу толщиной 5 мм при температуре в интервале 600…620°С. Затем обработкой давлением в гибочном штампе из листовой полосы при температуре в интервале 600…620°С была получена заготовка, имеющая внешний U-образный профиль и такой же профиль внутренней полости. Далее произвели такие же операции, как в примере №3, за исключением того, что прокатку пакета в цилиндрических валках проводили до истинной степени деформации пакета ~2,5.This example differs from the previous one in that the rectangular parallelepiped obtained at the final stage of the comprehensive isothermal forging was rolled into a sheet strip of 5 mm thickness at a temperature in the range of 600 ... 620 ° C. Then, by pressure treatment in a bending stamp from a sheet strip at a temperature in the range of 600 ... 620 ° C, a workpiece was obtained having an external U-shaped profile and the same profile of the internal cavity. Then, the same operations were performed as in example No. 3, except that the package was rolled in cylindrical rolls to a true degree of package deformation of ~ 2.5.

После изъятия пакета из оболочки полуфабрикат накладки вместе с технологической вставкой подвергли заключительному профилированию в условиях сверхпластичности. Заключительное профилирование произвели обработкой давлением пакета в специальном гибочном приспособлении до получения профиля, соответствующего профилю кромки лопатки вентилятора, после чего вставку удалили из полости готовой накладки. В результате одной боковой стенке накладки был придан профиль, соответствующий профилю корыта, а другой - профилю спинки лопатки.After removing the bag from the shell, the prefabricated lining, together with the technological insert, was subjected to final profiling in superplastic conditions. Final profiling was performed by pressure treatment of the package in a special bending device until a profile corresponding to the profile of the edge of the fan blade was obtained, after which the insert was removed from the cavity of the finished patch. As a result, a profile corresponding to the profile of the trough was attached to one side wall of the patch and the profile of the back of the scapula to the other.

На фиг.4 представлено фото готовой защитной накладки входной кромки лопатки вентилятора.Figure 4 presents a photo of the finished protective lining of the input edge of the fan blades.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2454290, МПК B21D 53/78, 2012 г.1. Patent RU 2454290, IPC B21D 53/78, 2012

2. Патент США №5694683, МПК B23P 15/00, 1997 г.2. US patent No. 5694683, IPC B23P 15/00, 1997

3. Патент США №7640661, МПК B21D 53/78, 05.01.2010 г.3. US patent No. 7640661, IPC B21D 53/78, 01/05/2010

4. Патент США №7156622, МПК F01D 5/14, 02.01.2007 г.4. US Patent No. 7156622, IPC F01D 5/14, January 2, 2007.

Claims (10)

1. Способ изготовления металлической накладки для защиты кромки изделия, например лопатки вентилятора, включающий этап предварительного профилирования исходной заготовки с образованием внутренней полости, боковых стенок и усиленной передней части промежуточной формы и размеров, выбираемых с учетом заданной величины их изменения при последующем профилировании обработкой давлением, отличающийся тем, что на этапе предварительного профилирования получают заготовку с параллельными боковыми стенками, формируют пакет путем установки в ее полость технологической вставки с использованием средства, предотвращающего в процессе прокатки схватывание заготовки с технологической вставкой по контактирующим поверхностям, и осуществляют последующее профилирование полученного пакета прокаткой в цилиндрических валках.1. A method of manufacturing a metal plate to protect the edge of the product, such as a fan blade, comprising the step of pre-profiling the original workpiece with the formation of an internal cavity, side walls and a reinforced front part of the intermediate shape and dimensions, selected taking into account the set value of their change during subsequent profiling by pressure treatment, characterized in that at the stage of preliminary profiling receive a workpiece with parallel side walls, form a package by installing in e cavity insert, using the process means preventing seizure during the rolling process with the blank insert of the contacting surfaces, and perform the subsequent roll obtained by rolling a cylindrical roller package. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе предварительного профилирования получают заготовку в виде прямоугольного параллелепипеда с П-образной внутренней полостью.2. The method according to claim 1, characterized in that at the stage of preliminary profiling receive the workpiece in the form of a rectangular parallelepiped with a U-shaped internal cavity. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное профилирование исходной заготовки осуществляют обработкой резанием.3. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary profiling of the initial billet is carried out by cutting. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при предварительном профилировании обработкой резанием получают заготовку с размерами, учитывающими степень истинной деформации при прокатке, равную 0,7…1,5.4. The method according to claim 3, characterized in that during preliminary profiling by cutting, a workpiece is obtained with dimensions that take into account the degree of true deformation during rolling, equal to 0.7 ... 1.5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное профилирование исходной заготовки осуществляют обработкой давлением.5. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary profiling of the initial billet is carried out by pressure treatment. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при предварительном профилировании обработкой давлением получают заготовку с размерами, учитывающими степень истинной деформации заготовки при прокатке, равную 1,5…2,5.6. The method according to claim 5, characterized in that during preliminary profiling by pressure treatment, a workpiece is obtained with dimensions that take into account the degree of true deformation of the workpiece during rolling, equal to 1.5 ... 2.5. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на контактирующие поверхности заготовки и/или технологической вставки наносят антиадгезионное покрытие.7. The method according to claim 1, characterized in that a release coating is applied to the contacting surfaces of the workpiece and / or technological insert. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактирующие с заготовкой поверхности технологической вставки подвергают нагреву до образования на них оксидной пленки.8. The method according to claim 1, characterized in that the surfaces of the technological insert in contact with the workpiece are heated until an oxide film is formed on them. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют исходную заготовку из титанового сплава, а ее прокатку осуществляют в металлической оболочке.9. The method according to claim 1, characterized in that they use the initial billet of titanium alloy, and its rolling is carried out in a metal shell. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют исходную заготовку из титанового сплава с размером зерен менее 1 мкм, при этом прокатку осуществляют при температуре Тпп-(200…400)°C, где Тпп - температура полного полиморфного превращения сплава. 10. The method according to claim 1, characterized in that the use of an initial billet of titanium alloy with a grain size of less than 1 μm, while rolling is carried out at a temperature of T PP - (200 ... 400) ° C, where T PP is the temperature of the complete polymorphic transformation alloy.
RU2014109582/02A 2014-03-12 2014-03-12 Method to produce metal protective patch piece RU2553759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109582/02A RU2553759C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method to produce metal protective patch piece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014109582/02A RU2553759C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method to produce metal protective patch piece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2553759C1 true RU2553759C1 (en) 2015-06-20

Family

ID=53433763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014109582/02A RU2553759C1 (en) 2014-03-12 2014-03-12 Method to produce metal protective patch piece

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2553759C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711457C1 (en) * 2019-03-07 2020-01-17 Андрей Александрович Огренич Method of finishing surface of articles from plastic
RU2711697C1 (en) * 2019-04-15 2020-01-21 Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" Manufacturing method of front edge fan blade strengthening patch

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU126733A1 (en) * 1959-06-06 1959-11-30 Б.Д. Житников A method of manufacturing by stamping cooled turbine blades with a deflector
US6106231A (en) * 1998-11-06 2000-08-22 General Electric Company Partially coated airfoil and method for making
RU2412017C2 (en) * 2008-12-24 2011-02-20 ОАО "Авиадвигатель" Method of producing hollow fan vane
RU2454290C2 (en) * 2007-12-31 2012-06-27 Тербин Энджин Компонентс Текнолоджиз Корпорейшн Method of fabricating turbine blower blade

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU126733A1 (en) * 1959-06-06 1959-11-30 Б.Д. Житников A method of manufacturing by stamping cooled turbine blades with a deflector
US6106231A (en) * 1998-11-06 2000-08-22 General Electric Company Partially coated airfoil and method for making
RU2454290C2 (en) * 2007-12-31 2012-06-27 Тербин Энджин Компонентс Текнолоджиз Корпорейшн Method of fabricating turbine blower blade
RU2412017C2 (en) * 2008-12-24 2011-02-20 ОАО "Авиадвигатель" Method of producing hollow fan vane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711457C1 (en) * 2019-03-07 2020-01-17 Андрей Александрович Огренич Method of finishing surface of articles from plastic
RU2711697C1 (en) * 2019-04-15 2020-01-21 Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" Manufacturing method of front edge fan blade strengthening patch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2291019C2 (en) Method of manufacture of article by superplastic moulding and diffusion welding
CA2935835C (en) Fabricating a metal component using friction stir welds having a desired superplasticity and an elongation less than other portions of the metal
CN104561696B (en) High ferro 5083 aluminum alloy plate materials and production method thereof
Beal et al. Forming of titanium and titanium alloys
CN106312454B (en) The method of the folded forging production main shaft forging of multiple-unit homogenous metal
EP3402619B1 (en) Methods for producing forged products and other worked products
Semiatin Metalworking: bulk forming
EP2368651A1 (en) Method for producing a hollow fan blade
RU2555267C2 (en) Method of fabrication of thin sheets from two-phase titanium alloy and product from these sheets
US20190084076A1 (en) Method for producing a hot-rolled plated composite material, flat product stack, hot-rolled plated composite material and use thereof
CN107186063A (en) Integral panel rib die mould and bending integral forming method based on roll-in
CN103846377A (en) Cogging forging method for close beta Ti alloy Ti-7333
RU2553759C1 (en) Method to produce metal protective patch piece
CN103276329B (en) Isothermal processing technology of large-specification sheet of high-strength magnesium alloy
Domblesky et al. Welded preforms for forging
CN111036812B (en) Method for controlling oxide on bonding interface of metal composite product
CN112719172A (en) Forging method of GH80A alloy annular piece
RU2381083C1 (en) Manufacturing method of scapular blanks
RU2711697C1 (en) Manufacturing method of front edge fan blade strengthening patch
RU2583567C1 (en) METHOD FOR PRODUCING HIGHLY THIN SHEET OF TITANIUM ALLOY Ti-6,5Al-2,5Sn-4Zr-1Nb-0,7Mo-0,15Si
Smirnov et al. Effect of technological heredity on the fatigue strength in the manufacture of gas turbine engine blades
CN102586708B (en) Wide and flat or semicontinuous wide and flat magnesium alloy ingot blank molding method
US20160256954A1 (en) Method and system for diffusion bonded components having internal passages
Campbell Deformation processing
US20220341015A1 (en) Aluminum forming method