[发明专利]一种钛合金盘形件的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造方法，特别涉及一种钛合金盘形件的锻造方法。

背景技术

航空发动机的压气机盘、涡轮盘等盘件由于工作环境恶劣，受力复杂，往往采用综合性能优异的α+β型两相钛合金例如TC17、BT25等材料锻造成形。采用α+β型两项钛合金锻造的盘件具有高强度，断裂韧度好、淬透性高和锻造温度范围宽等一系列优点，能够满足损伤容限设计的需要和高结构、高可靠性及低制造成本的要求，而这些优异的综合性能须靠理想的锻件微观组织来保证。在两相钛合金的锻造方法方面，2003年3月19日公开的中国发明专利说明书CN1403622A公开了一种钛合金准β锻造工艺，采用该工艺对α+β型两相钛合金进行准β锻时，是把钛合金坯料加热到β相变点温度附近的区域，即相变点温度以下10℃至相变点温度以上10℃的范围进行锻造的，在这一区域加热时，由于坯料在出炉后的降温，锻件的变形实际上是在α+β区进行的，虽然采用该方法可以获得高塑性的α相网蓝组织，但该网蓝组织的初生α相仍然在15％以内，而且该专利说明书只是笼统地提到可以获得网蓝编织的集束状α相，没有给出具体的网蓝组织金相图，采用该方法生产的α+β型两相钛合金所获得的网蓝组织并不是较理想的组织。对于α+β型两相钛合金的锻造而言，要想获得较理想的网蓝组织和各项性能较好的锻件，除了坯料的加热温度之外，其他工艺参数的制定，如坯料在锻造过程中的模具温度、变形量、应变速率等都会对锻件的最终组织和性能产生影响。

在近等温锻造方法方面，2007年9月19日公开的中国发明专利说明书CN101036931A公开了一种GH4169合金盘形锻件在空气中的近等温锻造方法，该方法采用镦粗+拔长+再加热镦粗+冲孔+再加热辗轧先制取该合金细晶环坯料，然后再把细晶环坯料装进锻模内并把锻模与环坯料的温差控制在30℃～55℃之间来实现了该合金的近等温锻成形，获得了晶粒细小和强度较高的该合金盘形锻件。该方法披露了一种高温合金的近等温锻造方法，其一些工艺步骤可适用于BT25两相钛合金盘形锻件的近等温锻造方法，但由于高温合金与钛合金属于两种不同的金属材料领域，因此，在采用高温合金与钛合金对盘形锻件进行近等温锻造成形时，两种合金的锻造方法有着本质的区别。

公开号为CN101829749A的中国发明专利申请公开了以下技术方案：把BT25钛合金棒材按规格下料成一次棒锭，加热该棒锭到合金相变点以下30℃～75℃，按该棒锭厚度0.8～1min/mm保温后，再把该棒锭镦粗使其长度为原来的50％～60％后得到一次圆饼，锻后水冷处理；加热所述一次圆饼到相变点以上20℃～60℃，按饼厚0.8～1min/mm保温后，再拔长回到所述一次棒锭的长度得到二次棒锭；加热所述二次棒锭到相变点以下30℃～75℃，按该棒锭厚度0.8～1min/mm保温后，再把该棒锭镦粗使其长度为原来的50％～60％后得到二次圆饼，该圆饼乘热冲出中心孔得到环坯料，锻后水冷处理；加热所述环坯料到相变点以上20℃～60℃，按该坯料壁厚0.5～0.8min/mm保温；加热上、下锻模到相变点以下10℃～20℃后把所述环坯料装进锻模，上、下锻模以30MN～60MN的压力锻压环坯料使其以0.001s^-1～0.01s^-1的应变速率在锻模内变形量达30％～50％后一火成形为盘形锻件；锻后进行热处理，即把所述盘形锻件加热到988℃±10℃，保温3h进行分散空冷后再加热到555℃±5℃，保温7h后进行分散空冷。

但该发明仍以BT25合金为基础，该合金是一个传统的合金，虽然其性能优异，但随着技术的发展，航空发动机性能的提高，对高温合金的要求也越来越高，某些条件下BT25合金已经不能满足使用需求，因此亟需开发新的合金种类及锻造工艺

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供钛合金盘形件的锻造方法，该方法以BT25合金为基础对其成分进行了调整，使得其强度和韧性提高，在调整成分的基础上，对合金的锻造成型工艺进行了改进。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种钛合金盘形件的锻造方法，该钛合金以重量百分数计由下列组份组成：