[发明专利]一种应力均匀高温合金环件的成形方法

说明书

本发明公开一种应力均匀高温合金环件的成形方法，涉及环形锻件制造技术领域，包括以下步骤：1)棒材下料：根据锻件规格和所需余料进行棒材下料；2)镦粗‑冲孔：棒材经加热后进行镦粗、冲孔，由此获得环轧所需环坯；3)环轧成形：环坯经加热后在环轧机上轧制成形环件；4)内环面机加工：对环件内环面进行机械加工，保证环件内径均匀一致；5)热胀形：根据需要选择热胀形温度和胀形量；6)固溶和时效处理：根据需要选择高温合金固溶温度，时效处理按照标准执行。本发明采用热胀形方法，材料高温下变形抗力下降，所需胀形力降低，对胀形设备要求降低；热胀形工序在固溶热处理之前，在保证环件力学性能的前提下，提高环件整体残余应力均匀性。

技术领域

本发明涉及环形锻件制造技术领域，特别是涉及一种应力均匀高温合金环件的成形方法。

背景技术

环形锻件一般采用环轧工艺成形，环轧工艺为局部连续成形，环件各部位变形不均匀，导致环件成形过程各部位应力分布不均匀。不均匀分布的残余应力会引起零件发生翘曲或扭曲变形，甚至开裂。残余应力的存在有时不会立即表现为缺陷，而当零件在工作中因工作应力与残余应力的叠加，使总应力超过屈服极限时，便出现不均匀变形，导致装备的寿命和效率下降。因此，欲减小零部件后续加工和使用过程中的不均匀变形，必须提高环形锻件残余应力分布的均匀性；而欲提高环形锻件残余应力分布的均匀性，必须实现环件整体均匀连续变形。

专利《CN201810246049.3》，《CN201810245075.4》，《CN201710913172.1》提出了通过热胀形进行环件成形的方法，把热轧的所述锥形环轧件套装在胀形机内经预热的胀形块外围，移动经预热的压块与胀形块配合并压在该环轧件的上端面。启动胀形机，使胀形块从该环轧件的内圆锥面沿径向挤压该环轧件，同时所述压块沿轴向同步挤压该环轧件使其发生内外径尺寸扩大、壁厚减薄和高度减小的塑性变形，达到预定尺寸并经保压后完成胀形；胀形过程中，胀形温度870～960℃，胀形速度0.47～1.47mm/s，压下速度0.09～0.89mm/s，保压时间55～95s；接着使该环轧件沿中心轴线旋转30°，再按上述操作把胀形过程中在该环轧件的内圆锥面形成的凸出痕迹胀平后完成校形。胀形后的该环轧件的尺寸精度达到±2mm,主要用于航空航天等领域。《CN201611093500.X》提出了一种低应力GH4169高温合金环件制造方法，先将GH4169高温合金棒材加热保温后镦粗、冲孔，再经过预轧、终轧制成环件，对环件进行固溶处理，固溶冷却时采用≥160℃的水介质，固溶后进行冷胀形，胀形量为1.8％～2.2％，胀形后进行时效处理，从而获得低应力GH4169高温合金环件。该方法能够有效地去除GH4169高温合金环件的残余应力，提高锻件性能。该方法用于低应力GH4169高温合金环件制造。

但上述技术方案存在以下缺点：

专利《CN201810246049.3》，《CN201810245075.4》，《CN201710913172.1》对高温合金环件胀形温度、胀形速度、压下速率、保压时间进行了规定。但是针对高温合金，其牌号众多，而且各个合金牌号均有各自的组织及性能特点，因此难以通过统一的参数进行应力均匀化调控。

另一方面，专利《CN201611093500.X》采用固溶冷却后冷胀形的方法降低环件的残余应力，因室温下高温合金的变形抗力较高，因此所需胀形力较大，对胀形设备也较高。

因此，亟需提供一种新的应力均匀高温合金环件的成形方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应力均匀高温合金环件的成形方法，以解决上述现有技术存在的问题，降低对胀形设备的要求也降低，并且在保证环件力学性能的前提下，降低残余应力水平。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种应力均匀高温合金环件的成形方法，包括以下步骤：

1)棒材下料：根据锻件规格和所需余料进行棒材下料；