一種gh4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、軋制步驟，其中：在軋制步驟之后，還包括胎膜成形步驟。本發(fā)明的有益效果：利用胎膜對(duì)鍛造環(huán)件進(jìn)行最終成形，所獲得的鍛件后續(xù)機(jī)加工余量小，材料利用率高，生產(chǎn)效率高，另外胎膜成型工藝對(duì)軋制成型后的鍛件的流線(xiàn)基本無(wú)破壞。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫合金異形環(huán)件鍛造工藝，具體涉及一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高溫合金具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能和長(zhǎng)期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在航空航天、核能、石油工業(yè)中應(yīng)用廣泛。
[0003]內(nèi)機(jī)匣環(huán)件為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件，傳統(tǒng)的鍛造工藝采用軋制為等截面環(huán)后進(jìn)行機(jī)械加工，上述方法的缺點(diǎn)是:1.材料利用率低，造成原材料浪費(fèi)；2.由于后續(xù)機(jī)械加工余量大，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低；3.因?yàn)榇罅康臋C(jī)械切割加工，破壞了鍛件流線(xiàn)分布。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫合金環(huán)件材料利用率低、生產(chǎn)效率低、鍛件流線(xiàn)分布不均勻等問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、軋制步驟，其中:在軋制步驟之后，還包括胎膜成形步驟，具體步驟如下:
步驟一，鋸切將GH4169合金棒材按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切；
步驟二，鐓粗、沖孔
將鋸切好的GH4169合金棒材加熱至850 °C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X4min/10mm ;最后加熱至1060°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm;將GH4169合金棒材沿軸向鐓粗至長(zhǎng)度為原長(zhǎng)度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔獲得環(huán)坯A ；步驟三，擴(kuò)孔
環(huán)坯A回爐加熱1060°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm，將環(huán)坯A套在馬杠上，將馬杠放在馬架上，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧對(duì)環(huán)坯A施加壓力F1，同時(shí)使用機(jī)械手將環(huán)坯A進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使環(huán)坯A擴(kuò)大成為環(huán)坯B ；
步驟四，軋制
將環(huán)坯B回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥模具的轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，芯輥模具以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對(duì)環(huán)坯B進(jìn)行環(huán)軋，獲得環(huán)坯C ；
步驟五，胎膜成形
預(yù)熱胎膜，環(huán)坯C (7)回爐重新加熱，將環(huán)坯C放入胎膜中，然后將沖頭放入環(huán)坯上端，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧對(duì)沖頭施加壓力F3，使得沖頭壓入環(huán)坯C內(nèi)，在胎膜的約束下，最終獲得異形鍛件。
[0006]所述步驟四中芯輥模具的進(jìn)給速度分為三個(gè)階段: 軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.5mm/s ；
穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由1.5mm/s增加到2.5mm/s ；
校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由2.5mm/s逐漸減小到0.3mm/s。
[0007]所述步驟三中上砧對(duì)環(huán)坯A施加壓力Fl為3000T?4000T。
[0008]所述步驟四中芯輥模具的壓力F2為700T。
[0009]所述步驟五中胎膜的預(yù)熱溫度為160°C?240°C。
[0010]所述步驟五中胎膜的模膛圓角的范圍為R20mm?R200mm。
[0011]所述鍛造成形的異形環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ300πιπι?Φ700πιπι，壁厚為300mm ?10mm,高度為 50mm ?300mm,重量為 50Kg ?300Kg。
[0012]以上鍛件過(guò)程中，所有狀態(tài)下的環(huán)坯的溫度彡930°C。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，在軋制步驟之后，利用胎膜對(duì)鍛造環(huán)件進(jìn)行最終成形，所獲得的鍛件后續(xù)機(jī)加工余量小，材料利用率高，生產(chǎn)效率高，另外胎膜成型工藝對(duì)軋制成型后的鍛件的流線(xiàn)基本無(wú)破壞。通過(guò)調(diào)整胎膜的模膛圓角范圍，使高溫合金金屬液的流動(dòng)性良好，有效避免了胎膜鍛造中的缺陷，提高了鍛造整體性能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為環(huán)坯A擴(kuò)孔安裝示意圖；
圖2為環(huán)還A擴(kuò)孔后效果圖；
圖3為環(huán)坯B軋制安裝示意圖；
圖4為環(huán)還B軋制后效果圖；
圖5為環(huán)坯C胎膜成形示意圖；
圖6為環(huán)坯C胎膜成形后效果圖；
圖中，I一環(huán)坯A，2—馬扛，3—上砧，4一環(huán)坯B，5—主輥模具，6—芯輥模具，7—環(huán)坯C，8一胎膜，9一沖頭，10一異形環(huán)件，11一模膛圓角。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]實(shí)施本發(fā)明所述的一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機(jī)、軋環(huán)機(jī)、機(jī)械手及其他工裝模具等設(shè)備。
[0017]該合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為:含Cr量17%?21%、含C量
0.015%?0.06%、含 Mo 量 2.8%?3.3 %、含 Nb 量 4.75 % ?5.5 %、含 Ti 量 0.75 % ?
1.15%、含 Ni 量 50%?55%、含 Ta 量 < 0.1%、含 Co 量彡 1.0%、含 Mn 量彡 0.35%、含Si量彡0.35%、含S量彡0.015%、含P量彡0.015%、含B量彡0.006%、含Cu量彡
0.30%、其余為Fe。
[0018]如圖1?圖6所不,一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法,包括鋸切、繳粗、沖孔、擴(kuò)孔、軋制步驟，其中:在軋制步驟之后，還包括胎膜成形步驟，具體步驟如下: 步驟一，鋸切將GH4169合金棒材按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切；
步驟二，鐓粗、沖孔
將鋸切好的GH4169合金棒材加熱至850 °C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X4min/10mm ;最后加熱至1060°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm;將GH4169合金棒材沿軸向鐓粗至長(zhǎng)度為原長(zhǎng)度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔獲得環(huán)坯Al ；步驟三，擴(kuò)孔
環(huán)還六(I)回爐加熱1060°C并保溫,保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm,將環(huán)還Al套在馬杠2上，將馬杠2放在馬架上，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧3對(duì)環(huán)坯Al施加壓力Fl，同時(shí)使用機(jī)械手將環(huán)坯Al進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使環(huán)坯Al擴(kuò)大成為環(huán)坯B4 ；
步驟四，軋制
將環(huán)坯B4回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥模具5的轉(zhuǎn)速為
1.5rad/s,芯輥模具6以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對(duì)環(huán)坯B4進(jìn)行環(huán)軋，獲得環(huán)坯C7 ； 步驟五，胎膜成形
預(yù)熱胎膜，環(huán)坯C7回爐重新加熱，將環(huán)坯C7放入胎膜8中，然后將沖頭9放入環(huán)坯7上端，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧3對(duì)沖頭9施加壓力F3，使得沖頭9壓入環(huán)坯C7內(nèi)，在胎膜8的約束下，最終獲得異形鍛件10。
[0019]所述步驟四中芯輥模具6的進(jìn)給速度分為三個(gè)階段:
軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.5mm/s ；
穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由1.5mm/s增加到2.5mm/s ；
校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由2.5mm/s逐漸減小到0.3mm/s。
[0020]所述步驟三中上砧3對(duì)環(huán)坯Al施加壓力Fl為3000T?4000T。
[0021]所述步驟四中芯輥模具6的壓力F2為700T。
[0022]所述步驟五中胎膜8的預(yù)熱溫度為160°C?240°C。
[0023]所述步驟五中胎膜的模膛圓角11的范圍為R20mm?R200mm。
[0024]所述鍛造成形的異形環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ300πιπι?Φ700.ι，壁厚為300mm ?10mm,高度為 50mm ?300mm,重量為 50Kg ?300Kg。
[0025]以上鍛件過(guò)程中，所有狀態(tài)下的環(huán)坯的溫度彡930°C。
[0026]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，包括鋸切、鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔、軋制步驟，其特征在于:在軋制步驟之后，還包括胎膜成形步驟，具體步驟如下: 步驟一，鋸切 將GH4169合金棒材按一定規(guī)格進(jìn)行鋸切； 步驟二，鐓粗、沖孔 將鋸切好的GH4169合金棒材加熱至850 °C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X4min/10mm ;最后加熱至1060°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm;將GH4169合金棒材沿軸向鐓粗至長(zhǎng)度為原長(zhǎng)度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔獲得環(huán)坯A( 1); 步驟三，擴(kuò)孔 環(huán)還A (1)回爐加熱1060°C并保溫，保溫時(shí)間為:棒材的厚度X8min/10mm,將環(huán)還A(1)套在馬杠(2)上，將馬杠(2)放在馬架上，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧(3)對(duì)環(huán)坯A (1)施加壓力F1，同時(shí)使用機(jī)械手將環(huán)坯A (1)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使環(huán)坯A (1)擴(kuò)大成為環(huán)坯B (4)； 步驟四，軋制 將環(huán)坯B (4)回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥模具(5)的轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，芯輥模具(6)以一定的進(jìn)給速度和壓力F2對(duì)環(huán)坯B (4)進(jìn)行環(huán)軋，獲得環(huán)坯C(7)； 步驟五，胎膜成形 預(yù)熱胎膜，環(huán)坯C (7)回爐重新加熱，將環(huán)坯C (7)放入胎膜(8)中，然后將沖頭(9)放入環(huán)坯(7 )上端，在壓機(jī)帶動(dòng)下，上砧(3 )對(duì)沖頭(9 )施加壓力F3，使得沖頭(9 )壓入環(huán)坯C(7)內(nèi)，在胎膜(8)的約束下，最終獲得異形鍛件(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟四中芯輥模具(6)的進(jìn)給速度分為三個(gè)階段: 軋制咬入階段，芯棍進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.5mm/s ； 穩(wěn)定軋制階段，芯棍進(jìn)給速度由1.5mm/s增加到2.5mm/s ； 校圓、整形階段，芯棍進(jìn)給速度由2.5mm/s逐漸減小到0.3mm/s。
3.如權(quán)利要求1所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟三中上砧(3)對(duì)環(huán)坯A (1)施加壓力F1為3000T?4000T。
4.如權(quán)利要求1所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟四中芯輥模具(6)的壓力F2為700T。
5.如權(quán)利要求1所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟五中胎膜(8)的預(yù)熱溫度為160°C?240°C。
6.如權(quán)利要求1所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述步驟五中胎膜的模膛圓角(11)的范圍為R20mm?R200mm。
7.如權(quán)利要求1?6所述的GH4169合金內(nèi)機(jī)匣異形環(huán)件鍛造成形方法，其特征在于:所述鍛造成形的異形環(huán)件，其內(nèi)徑尺寸范圍為Φ300ι?πι?Φ700mm,壁厚為300mm?100mm,高度為50mm?300mm,重量為50Kg?300Kg。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104384826SQ201410404233
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】楊家典, 張華 , 吳永安, 謝撰業(yè), 任永海, 楊汝彪, 蔣榮斌 申請(qǐng)人:貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司