[发明专利]一种基于钛合金的航空发动机叶片的锻造工艺

摘要

本发明提供了一种基于钛合金的航空发动机叶片的锻造工艺，其能解决现有钛合金航空发动机叶片锻造工艺为普通模锻工艺，需要通过机加工去除叶身型面上的机加余量，产品合格率和一致性较差，还会破坏金属流线的连续性和成品叶片的表面完整性，降低成品叶片的力学性能的问题。其包括下料、表面清理、喷涂玻璃润滑剂、棒料加热、挤压、表面清理、浸涂玻璃润滑剂、预锻加热、预锻、表面清理、喷涂玻璃润滑剂、终锻加热、终锻、表面清理、切边、预化铣、振动光饰、扭弯校正、酸腐蚀、热处理、振动光饰、化铣、终检。

主权项

1.一种基于钛合金的航空发动机叶片的锻造工艺，其特征在于：其包括以下步骤：步骤1、下料，钛合金棒料直径规格根据所需零件尺寸要求下料，棒料直径公差控制在±0.1mm以内，棒料重量控制在±2g以内；步骤2、表面清理，去除棒料表面的污物及表面缺陷，提高表面粗糙度；步骤3、喷涂玻璃润滑剂，采用喷涂工艺将步骤2中的棒料表面喷涂玻璃润滑剂；步骤4、棒料加热，将步骤3中的棒料装炉加热，加热温度为材料β相变温度下30℃~50℃，保温至棒料受热均匀；步骤5、挤压，将步骤4中的棒料快速从炉膛中取出放入挤压阴模并迅速打击获得挤压件，待挤压件冷却后测量其杆部尺寸和头部高度，检查表面质量无缺陷；步骤6、表面清理，清除干净挤压件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮，提高表面粗糙度；步骤7、浸涂玻璃润滑剂，采用浸涂工艺将步骤6中的挤压件表面涂覆玻璃润滑剂；步骤8、预锻加热，将步骤7中的挤压件装炉加热，加热温度为材料β相变温度下30℃~50℃，保温至挤压件受热均匀；步骤9、预锻，将步骤8中的挤压件快速从炉膛中取出放入预锻模具下模并迅速打击获得预锻件，预锻时叶根变形量为10%~20%，叶身变形量为40%~70%，待预锻件冷却后测量其叶身相应位置截面的厚度尺寸，检查表面质量无缺陷；步骤10、表面清理，清除干净预锻件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮，提高表面粗糙度；步骤11、喷涂玻璃润滑剂，采用喷涂工艺将步骤10中的预锻件表面喷涂玻璃润滑剂；步骤12、终锻加热，将步骤11中的预锻件装炉加热，加热温度为材料β相变温度下30℃~50℃，保温至预锻件受热均匀；步骤13、终锻，将步骤12中的预锻件快速从炉膛中取出放入终锻模具下模内并迅速打击获得终锻件，终锻时叶根变形量为10%~30%，叶身变形量为30%~50%，待终锻件冷却后，测量其叶身型面及缘板尺寸参数，其中叶身型面厚度单边留出0.15mm~0.2mm的化铣量，检查表面质量无缺陷；步骤14、表面清理，清除干净终锻件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮；步骤15、切边，切边后终锻件叶身进排气边位置距成品叶片的余量为2mm~3mm；步骤16、预化铣，将步骤15中的终锻件进行预化铣，将终锻件的型面单面厚度减薄0.06mm~0.10mm；步骤17、振动光饰；步骤18、扭弯校正，在室温下使用精锻叶片校正扳手对步骤18中的终锻件的叶型弯曲、扭角和缘板尺寸进行校正，使终锻件的叶型弯曲、扭角和缘板尺寸达到所需工艺要求；步骤19、酸腐蚀终锻件的表面；步骤20、热处理，根据不同的钛合金材料对终锻件进行一次或多次热处理，当进行多次热处理时，步骤18和步骤19设置在多次热处理之间进行；步骤21、振动光饰；步骤22、化铣、将步骤21中的终锻件进行化铣，使终锻件的型面厚度尺寸满足最终成品叶片的厚度要求；步骤23、终检，按照终检要求，检测叶片的金相及力学性能，并逐一对叶片的表面质量、叶型形状、型面尺寸和缘板内侧面进行检查，挑选出符合成品叶片图纸要求的锻件，完成锻造加工。