[发明专利]提高高温合金盘件或环件的晶粒均匀度的锻造方法

说明书

本发明公开了一种提高高温合金盘件或环件的晶粒均匀度的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：a、通过仿真模拟待加工零件的镦粗工艺，获取待加工零件镦粗时的变形区域分布；b、依据变形区域内的自由变形区分布情况，获取特制甩子的内腔形状及尺寸；c、制作获取特制甩子；d、下料加热后通过特制甩子将坯料中部甩至规定尺寸；e、进行后续的坯料锻造，获取晶粒均匀的零件产品。显著提高了锻件在横截面上变形的均匀性，从而达到提高晶粒均匀性的目的，克服了现有工艺中存在的缺陷。适应于各类盘式零件或环形零件的锻造加工。

技术领域

本发明涉及航空发动机零件制造技术领域，特别地，涉及一种提高高温合金盘件或环件的晶粒均匀度的锻造方法。

背景技术

高温合金盘件或环件在航空发动机中应用非常广泛。目前对于一些盘件和环件的生产有采用自由锻工艺，其工艺流程为：下料→加热→镦粗，或者下料→加热镦粗→(加热)→冲孔→(加热)→扩孔。该工艺有一个显著的缺点就是锻造完成之后，横截面上的晶粒度不均匀，从而导致废品的产生，造成巨大的经济损失。经分析，这种缺陷的产生主要是由于变形不均匀造成。普通棒料经镦粗之后，其横截面按变形量大小依次可分为：易变形区、自由变形区和难变形区。其中难变形区变形量极小，几乎没有变形。自由变形区变形量较小，易变形区变形量最大。由于变形量小，难变形区和自由变形区的晶粒通常会比易变形区的要大。特别是自由变形区，其变形量很容易落入金属的临界变形区，造成晶粒的异常长大，更加加大了晶粒的不均匀性。

发明内容

本发明提供了一种提高高温合金盘件或环件的晶粒均匀度的锻造方法，以解决现有高温合金盘件或环件的锻造工艺容易导致晶粒不均匀的技术问题。

本发明提供一种提高高温合金盘件或环件的晶粒均匀度的锻造方法，包括以下步骤：a、通过仿真模拟待加工零件的镦粗工艺，获取待加工零件镦粗时的变形区域分布；b、依据变形区域内的自由变形区分布情况，获取特制甩子的内腔形状及尺寸；c、制作获取特制甩子；d、下料加热后通过特制甩子将坯料中部甩至规定尺寸；e、进行后续的坯料锻造，获取晶粒均匀的零件产品。

进一步地，步骤a中，通过仿真模拟获取特制甩子的截面形状的满足条件。

进一步地，特制甩子的截面形状满足以下条件：

其中

K为形状控制系数；

x、y分别为x-y坐标系中两坐标轴；

a∈[0.7，0.9]；

H₁为初始棒料的高度；

D₁为初始棒料的直径；

R₁为初始棒料的半径；

H₂为棒料经镦粗后的高度；

μ为锤砧与坯料之间的摩擦系数。

进一步地，步骤d中，下料加热具体为：按照待加工零件的规格下料，下料长度为直径的1-1.2倍，当直径大时取小值，直径小时取大值；下料的坯料置于加热炉中加热至坯料材料的始锻温度。

进一步地，坯料利用特制甩子在锻锤或压机上将坯料的中间部位甩至规定尺寸。

进一步地，步骤e中，盘件零件的后续坯料锻造包括：两端车锥以及镦粗。

进一步地，盘件零件的后续坯料锻造具体为：待到坯料冷却后，将坯料两端车成锥体；将处理后的坯料置于加热炉中加热至规定温度；将加热后的坯料用压力机或锻锤镦粗至规定尺寸。