[发明专利]新型发动机超大尺寸风扇机匣的制备方法

说明书

本发明属于新型发动机大尺寸不锈钢风扇机匣加工和制造技术，涉及新型发动机超大尺寸风扇机匣的制备方法。本发明采用电炉+电渣重熔炼制出组织均匀、δ铁素体含量小于1％的直径φ550mm大规格棒材。通过环坯尺寸设计、轧制温度控制、实现了大尺寸环形件均质化成型。首先是获得风扇机匣性能指标达到设计指标要求的最佳热处理工艺；二是显著提高风扇机匣疲劳寿命喷丸工艺；三是进一步提高材料耐腐蚀性能的表面防护工艺。采用本发明制备的0Cr17Ni4Cu4Nb钢风扇机匣各项尺寸和性能达到设计指标要求，在大飞机发动机中装机应用。强度不低于1350MPa，延伸率不低于13％。

技术领域

本发明属于新型发动机大尺寸不锈钢风扇机匣加工和制造技术，涉及新型发动机超大尺寸风扇机匣的制备方法。

背景技术

大飞机发动机为具有大推力的大型涡扇发动机，其研制是为满足大飞机动力需求，发动机的主要结构设计和整体性能在国内均处于领先水平。然而大型发动机的性能实现要取决于其材料的先进性和高水平的制备(大规格棒材研制、大型环轧件研制和大尺寸机匣制备)技术。大飞机新型发动机风扇机匣，是发动机主要承力件，对性能有非常高的要求，制造难度大。风扇机匣最大直径达1824mm，如此超大尺寸的机匣件的制备在我国以往所有的发动机研制中从没遇到过，大尺寸风扇机匣部件是大飞机发动机的关键组件，直接决定了风扇的性能、效率、经济性、安全性、可靠性、可维护性等。对超大尺寸风扇机匣的设计要求、高精度制备技术和高可靠性的要求是大飞机发动机风扇机匣部件区别于其他发动机风扇机匣部件的显著特点。

发明内容

本发明的目的是：提出一种各项尺寸和性能达到设计指标要求的发动机风扇机匣制备方法，应用于大飞机发动机中。

本发明的技术方案是：新型发动机超大尺寸风扇机匣的制备方法，制备的步骤如下：

1.1、制造直径为φ550mm的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢棒材；

1.1.1、熔炼浇铸钢锭；采用电炉冶炼浇铸φ840mm0Cr17Ni4Cu4Nb电级棒，熔化温度：1550℃～1600℃；熔化4h～5h；浇铸后钢锭脱模退火，退火工艺：660～680℃，4h～5h，空冷；然后进行电渣重熔；起弧化渣，起弧电流1.1万安培～1.3万安培，电压60～70V，电流：12000～13000A，浇注φ900mm钢锭，钢锭脱模缓冷；

1.1.2、将钢锭镦拔为棒材；将φ900mm钢锭镦拔后成为直径φ550mm的钢棒；

1.2、制造0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢大型环轧件

1.2.1、下料：在锯床上将直径φ550mm钢棒切割成长度为1545～1550mm的棒材；

1.2.2、棒材镦粗：在锻床上将棒材镦粗为钢饼，直径φ840mm，高度H为640mm～660mm；

1.2.3、冲孔；在环轧机上将钢饼冲出中心孔；孔的直径为φ200mm～φ210mm；

1.2.4、将钢饼预轧成环形件；外径为φ930mm～φ950mm，内径为φ490mm～φ510mm，高度H为640mm～660mm，加热温度1170℃～1150℃，终止温度≥850℃，空冷；

1.2.5、终轧环形件；将预轧后的环形件终轧至外径为φ1860mm～φ1880mm，内径为φ1660mm～φ1680mm，高度H为640mm～660mm，加热温度1150℃～1110℃，终止温度≥850℃，空冷；

1.2.6、正火+高温回火；将锻造好大型环轧件进行正火+高温回火；正火+高温回火工艺：950±10℃保温90min，空冷；680±10℃保温240min，空冷。

1.3、风扇机匣制造

1.3.1、粗加工外型；