[发明专利]解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，具体为一种解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形的方法。

背景技术

目前，高温合金大型薄壁环形铸件作为航空发动机零件的制造技术在国际上得到广泛的应用。其中，航空发动机大型机匣的制造技术过去一直被欧美等西方先进国家所垄断。近年来，随着我国航空工业的发展，航空发动机的制造技术也在不断迈向新的台阶。K4169高温合金大型薄壁环形铸件作为航空发动机大型机匣的制造材料目前正在得到广泛的应用，但由于该类合金铸件成型尺寸大，最小壁厚仅2mm左右，大型薄壁铸件成型后往往存在一定程度的变形。特别是该类材料的铸件无论室温还是高温其强度很高，抗变形能力大，因此通过传统的矫正方法很难实现变形的矫正，实践中往往是通过对尺寸不足的部位进行焊接来满足尺寸的加工需求。

如图1（a）-图1（b）所示，在K4169高温合金扩压器铸件出现椭圆变形时，则势必造成铸件出现长短轴现象。当A部位为铸件的短轴时，则该区域加工量不足。当A部位为铸件的长轴时，则该区域加工后有可能出现内部穿透的现象。当B区域变成长轴时，则该区域加工量不足。当B区域变成短轴时，则该区域加工后可能出现外部穿透的现象。

如图2（a）-图2（b）所示，当K4169大型薄壁机匣铸件出现椭圆变形（如：A、B、C等部位）时，同样是长轴外部加工后容易出现内部穿透，而短轴方向则加工量不足。当铸件出现短轴时，内部加工后外部容易穿透的现象，而长轴方向加工量不足。

大型薄壁环形铸件出现变形是司空见惯的，关键是要控制变形量能够满足加工要求。上述现象发生后，过去的习惯做法是，当铸件外部是短轴时，通过焊接的手段补充加工余量。当铸件外部是长轴时，同样在内侧通过焊接的手段补充加工余量。而实践证明，由于K4169高温合金含有一定的A1、Ti含量，焊接过程中金属的氧化比较严重，会出现大量的氧化夹渣等缺陷。这些缺陷有些在铸件的内部，有些在铸件的表层，造成无损检测时很难满足技术条件的要求。且该合金铸态下经过大量的焊接后，有时还会加重铸件的变形。

因此，提升铸态K4169高温合金铸件的尺寸精度、提升铸件的冶金质量对于提升大型机匣铸件的制造质量，加快生产研制周期以及提升生产研制效率有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形的方法，针对铸态K4169高温合金大型薄壁环形铸件在制造过程中尽管采取了诸多防止铸件变形的措施，但由于铸件结构尺寸大，壁厚相差悬殊，因此铸件浇注后通常会出现一定程度的变形等问题，通过改变传统的制造技术，采用加热的方式促使铸件反变形，从而达到铸件变形后的矫正目的。

本发明的技术方案是：

一种解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法，取消铸件的补焊工序，依据金属变形的原理，采用局部加热的方式，造成铸件出现反方向的变形，从而通过变形矫正处理达到解决铸件变形的目的。

所述的解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法，大型薄壁环形铸件为航空发动机用薄壁机匣铸件和扩压器铸件。

所述的解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法，铸件的变形矫正处理在固溶状态下进行。

所述的解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法，具体步骤如下：

（1）铸件在变形后出现长轴和短轴的现象，找到最长轴和最短轴的对应点，在铸件上标记为：A轴、B轴；

（2）测量最长轴两侧附近与设计要求相符的尺寸点C、D、E、F，在铸件上作好标记，最长轴一端两侧标记为C、D，最长轴另一端两侧标记为E、F；

（3）根据铸件变形量的大小，制定合适的保温时间；当变形较大时，直径差在5mm以上，保温时间要达到5min～8min；当变形较小时，直径差在小于5mm时，保温时间要达到3min～5min；

（4）加热在铸件的C、D点之间及E、F点之间进行，加热要均匀，最长轴的点处温度高些，加热的温度控制在1050℃±50℃之间，变形大时偏上限，变形小时偏下限；

（5）加热保温后，直接在空气中冷却，使铸件的局部热处理接近铸件的固溶处理状态。

所述的解决K4169高温合金大型薄壁环形铸件椭圆变形方法，因铸件热矫正处理是铸件修整工序的内容，在铸件热矫正后进行一次固溶处理，在保护性气氛下，加热到800～1000℃保温1～2h，以400℃/h～500℃/h冷却速率炉冷至755℃，空冷消除铸件局部的热应力。