[发明专利]双盲孔风扇轴一体化双向挤压近净成形工艺

说明书

本申请涉及一种双盲孔风扇轴一体化双向挤压近净成形工艺，包括坯料一火次加热后利用模具正向挤压形成第一盲孔和反向挤压形成第二盲孔的步骤。本申请的有益效果为：单一火次整体加热、一体化空心整体成形的特点，锻件整体变形充分均匀，金属流变连续随形，组织致密，表面质量好，大幅度提高锻件整体的流线完整性、应力均匀性和组织性能一致性，材料利用率高，降低生产成本。

技术领域

本申请涉及发动机风扇轴技术领域，尤其是涉及一种双盲孔风扇轴一体化双向挤压近净成形工艺。

背景技术

航空涡扇发动机风扇轴在工作时承受巨大的扭矩载荷，将涡轮功率传递给风扇，带动大尺寸风扇转动并产生推力，现航空涡扇发动机的风扇轴设计发展较快，传统发动机风扇轴设计多为渐变型鼓筒形结构，如CFM56系列发动机等；最新发展为收口型瓶形结构，此类风扇轴具有内径不等径，内外变截面，外壁端口有凸台，内壁中部有凸台等特点。

在此之前，风扇轴类锻件通常采用组合模锻的工艺方式成形，此类组合模锻工艺采用实心锻造，分别进行杆部自由拔长工序+模锻成形头部，工艺简单，设备要求低，易于操作，但存在锻件锻造变形量较小，应变分布不均匀，多火次加热存在局部空烧，组织均匀性较差，锻件加工割断了变形组织流线，材料利用率低等问题。

近年来，不断有优化工艺方案试图解决分体式模锻存在的问题，公开号为CN103350180A的发明专利《C25马氏体时效钢风扇轴的锻造成形方法》采用组合模锻的工艺成形，存在材料利用率低，各部位应变不均匀；公开号为CN 105057529A的发明专利《变截面空心轴锻件挤压成型方法》以及公开号为CN 106862471A的发明专利《一种空心挤压C250合金钢长轴类锻件的成型方法》中，针对鼓筒形风扇轴结构锻件设计，设计了圆孔的坯料，锻件采用正向挤压成型，其特点是界面差小，锻件大头端的变形量较小。

发明内容

为了提高风扇轴各部位变形量及整体变形均匀性，本申请提供了一种双盲孔风扇轴一体化双向挤压近净成形工艺。

本申请提供的一种双盲孔梭形风扇轴的锻造模具，采用如下的技术方案：

双盲孔风扇轴一体化双向挤压近净成形工艺，包括坯料一火次加热后利用模具正向挤压形成第一盲孔和反向挤压形成第二盲孔的步骤。

通过采用上述技术方案：一火次加热、两工步分别采用正向挤压和反向挤压双向组合挤压整体成形。该风扇轴锻件成形技术整体一火加热，变形充分均匀，成形后锻件具有组织均匀精细，流线完整随形，内外表面近净成形等特点，可显著提高风扇轴锻件整体组织均匀一致性，同时提高风扇轴零件转动疲劳性能。

可选的，所述模具包括下模、与下模配合的压模和上模，第一盲孔由压模和下模配合正向挤压形成，第二盲孔由下模和上模配合反向挤压形成，其中下模中设置有加热组件，上模为带有辅针器的挤压杆结构，所述下模的底部设有向上的第一盲孔成型杆。

通过采用上述技术方案：将坯料加热至特定温度并涂覆润滑介质，第一工步坯料在下模腔内由压模正向挤压形成锻件第一盲孔，第二工步更换为上模，上模下移过程中反挤压坯料形成锻件第二盲孔，通过在下模内设有加热组件，可以使得下模的模腔内保持一定的温度，在挤压坯料的过程中更容易使得坯料均匀变形。

可选的，具体包括以下步骤：

S1、将棒材加工成挤压坯料，加热至挤压温度并适当冲温；同时完成模具的预热和组装固定；

S2、坯料出炉滚涂润滑介质后转移至下模的模腔内；

S3、压模与下模合模，压模向下移动，坯料在下模内受正向挤压向下变形流动，坯料充满下模的模腔，完成第一工步正向挤压，成形锻件第一盲孔和凸台；

S4、压模复位，将压模更换为上模，上模和下模再次合模，上模向下移动，坯料在下模腔内受反向挤压反向变形流动，完成第二工步反挤压，成形锻件第二盲孔。