一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法

摘要

本发明公开了一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法，包括以下步骤：1)原材料准备：选取圆柱状钛合金棒材进行下料，得到下料圆棒；2)预锻：采用等温锻造方法，将下料圆棒放入预锻模具中，锻造为长板中间坯；3)成型锻造：继续采用等温锻造方法，将长板中间坯放入成型锻模具中，锻造为机匣锻件成品；4)热处理：将机匣锻件成品进行标准热处理。本发明利用等温锻造的方法生产组织均匀、性能稳定的机匣等温锻件，减少加工余量降低制造成本，提高材料的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金等温锻造领域，更具体地说，涉及一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法。

背景技术

随着高性能发动机的不断出现，机匣向大型、复杂和薄壁方向发展。钛合金机匣的锻造工艺难度高，国内主要采用轧环和普通模锻工艺生产，其缺点是余量大、金属利用率低、组织性能不均匀等。

目前在钛合金机匣锻造领域已有一些研究，如专利CN101658895A公开了一种设计局部加载成形工艺的方法得到最终机匣锻件，过程成本低，效率较高；如专利CN207723402U公开了一种大型钛合金机匣类模锻件的锻造用模具，包括预锻上模、终锻上模和下模。但现有机匣锻造工艺仍存在加工余量大，锻件组织均匀性难以保证，制造成本高，材料利用率低等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法，利用等温锻造的方法生产组织均匀、性能稳定的机匣等温锻件，减少加工余量降低制造成本，提高材料的利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法，包括以下步骤：

1)原材料准备：选取圆柱状钛合金棒材进行下料，得到下料圆棒；

2)预锻：采用等温锻造方法，将下料圆棒放入预锻模具中，锻造为长板中间坯；

3)成型锻造：继续采用等温锻造方法，将长板中间坯放入成型锻模具中，锻造为机匣锻件成品；

4)热处理：将机匣锻件成品进行标准热处理。

所述步骤1)中，圆柱状钛合金棒材规格为φ150mm±50mm。

所述步骤1)中，下料圆棒的长度为1000mm±10mm，长度直径比为6～8。

所述步骤2)中，等温锻造的锻造温度为相变点下30℃～80℃，锻造压力为800T～2400T，锻造初始速度≤10mm/s，保压时间≤10m i n。

所述步骤3)中，等温锻造的锻造温度为相变点下30℃～80℃，一次锻造压力为800T～2400T，锻造初始速度≤3mm/s，一次保压时间≤10mi n，二次锻造压力为800T～2400T，二次保压时间≤5mi n。

热处理为固溶处理：在960℃温度下保温1h并空冷；时效处理：在590℃温度下保温8h并空冷。

本发明所提供的一种钛合金机匣锻件的等温锻造方法，还具有以下几点有益效果：

1)本发明等温锻造方法锻件性能稳定，组织均匀，且全过程可控；

2)本发明等温锻造方法成品锻件尺寸控制精度可达4mm，原常规锻造工艺尺寸精度不小于8mm，轧环工艺尺寸精度不小于15mm，大大提高了材料利用率，减小了加工难度；

3)本发明等温锻造方法根据统计结果，锻件的性能指标均匀稳定，符合技术要求，强度、硬度质量稳定性指标Cpk大于1.33(普通模锻工艺和轧环工艺质量稳定性指标均小于1)，锻件工艺领先。

附图说明

图1是本发明等温锻造方法中所得下料圆棒的示意图；

图2是本发明等温锻造方法中所得长板中间坯的示意图；

图3是本发明等温锻造方法中所得锻件成品的示意图；

图4是本发明等温锻造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

结合附图4具体描述TA19机匣锻件的锻造全流程：

1)原材料准备：选取规格为φ155mm±5mm的TA19圆柱状棒材进行下料，得到长度为1000mm±10mm的下料圆棒，其长度直径比(h/φd)为6～8，如图1所示；

2)预锻：利用等温锻造的方法，将下料圆棒放入预锻模具中，锻造成长板中间坯，如图2所示，锻造温度控制在相变点下30℃～80℃，锻造压力控制在800T～2400T，锻造初始速度≤10mm/s，保压时间≤10分钟；

3)成型锻造：利用等温锻造的方法，将长板中间坯放入成型锻模具中，锻造机匣锻件成品，如图3所示，锻造温度控制在相变点下30℃～80℃，锻造压力控制在800T～2400T，保压时间≤10分钟，锻造压力控制在800T～2400T，锻造初始速度≤3mm/s，保压时间≤5分钟；

4)热处理：采用标准热处理制度，固溶处理：在960℃温度下保温1h并空冷；时效处理：在590℃温度下保温8h并空冷。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。