[发明专利]一种航空发动机减震器限位杆用GH2150合金无缝管及轧制方法

说明书

一种航空发动机减震器限位杆用GH2150合金无缝管及轧制方法，属于航空发动机用精密难成形合金无缝管材制备领域。通过棒料→激光打孔→电火花切割芯料→固溶处理→精密机加管坯→去应力退火→分段严控精密冷轧管材→成品热处理制备得到GH2150合金无缝管成品。本发明所述方法适用于GH2150合金无缝管系列产品的制备，也适用于难变形合金的无缝管成形。本发明所述方法具有工艺简单、提高生产效率、降低生产成本等特点，可大幅提高零件使用寿命，与板材滚圆焊接方法相比，采用本发明所述方法制备得到的管材质量具有明显优势，适合推广应用。

技术领域

本发明属于航空发动机用精密难成形合金无缝管材制备领域，特别提供了一种航空发动机减震器限位杆用GH2150合金无缝管及轧制方法。

背景技术

航空发动机上GH2150合金用于减震器限位杆组件的制备，该零件使用温度不低于500℃，靠摩擦力伸长或缩短，用来调节喷管的面积比，以使发动机获得推力增益，如果减震器限位杆组件失效将会导致调节片没有约束，严重的会发生发动机推力失效事故。

之前由于GH2150合金含有较多的W、Mo、Al、Ti等元素用来进行固溶强化时效强化，加工精密管材存在较大难度，一直没有研制成果，因此钛合金并没有生产过管材产品。GH2150合金限位杆是采用板材滚圆＋焊接方法制备，圆度差，尺寸精度和均匀性都较差，尤其是随着使用温度的提高，GH 2150合金限位杆在焊接热影响区处产生应力集中而容易出现裂纹，存在严重安全隐患，并且这种加工方法效率很低，已不能满足日益增加的产量需求。因此本文通过系统研究找到一种可以成功制备GH2150合金管材的方法，即分段严控法，实现GH2150合金无缝管制备和生产，代替焊管的加工制备方法。这种分段严控冷轧无缝管加工的减震器限位杆具有提高限位杆零件尺寸精度，可消除焊接带来的隐患，提高加工效率，降低加工成本，减少零件制备周期，提高零件质量和使用寿命等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机减震器限位杆用GH2150合金无缝管及轧制方法，采用分阶段严控冷精轧方法成形，结合特定热处理工艺，通过设计合适的变形道次和变形量分配，可得到内外均匀变形的GH2150合金无缝管。采用该方法生产的管材尺寸精度高，零件加工成本低、周期短，本发明可改善零件组织，提高减震器限位杆零件的使用寿命。

本发明技术方案如下：

一种航空发动机减震器限位杆用GH2150合金无缝管的轧制方法，采用分阶段冷精轧方法成形，具体工艺步骤如下：

（1）棒材固溶处理：GH2150合金棒材切段、激光打孔，电火花切割芯料之后进行固溶处理，固溶处理温度为1040℃～1100℃，保温30～60分钟；

（2）精密机加管坯：管坯加工时严格控制管坯内外表面粗糙度为Ra3.2以下，壁厚尺寸精度±0.20mm，长度不小于200mm；

（3）去应力退火：管材冷轧前退火处理；

（4） 粗轧：经5-8个道次粗轧管材，前3~4个道次的冷加工变形量单道次控制为5%～20%，火次变形量控制在5%~30%范围内，后2~4个道次的冷加工变形量单道次控制为15~25％，火次变形量控制在20%~40%范围内；粗轧壁厚尺寸精度控制在±0.10mm范围内；粗轧进给量1.0～3.0 mm/r，转速为15~20转/分钟；

（5）精轧：经3-5个道次冷精轧管材，前1~2个道次的精轧加工变形量单道次控制为20%～35%，火次变形量控制在35%~55%范围内，后2~3个道次的冷加工变形量单道次控制为30~55％，火次变形量控制在40%~60%范围内；冷精轧壁厚尺寸精度控制在±0.05mm~±0.08mm范围内；精轧进给量0.5～1.0 mm/r，转速为25~30转/分钟；

（6）成品热处理：将经清洗、切割的管材进行热处理，加热温度为1040℃-1060℃，保温10-30分钟，冷却速度不低于4℃/s；经矫直、抛光处理后得成品管材。