一種航空發(fā)動機(jī)用gh5188方形尾噴管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，包括下料、加熱、敦粗、沖孔、軋制等，其中：采用壓方工藝將軋制獲得的環(huán)坯擠壓為方坯，并采用馬架和方馬杠進(jìn)行尾噴管的最終成形。本發(fā)明的有益效果：由于制坯采用軋制后彎形，壁厚均勻，分料準(zhǔn)確，保證了鍛件成形后的壁厚均勻，提高了原材料利用率；由于制坯時采用了軋制，成型時采用馬架、方馬杠，并優(yōu)化了軋制及成型工藝，使鍛件組織均勻、力學(xué)性能穩(wěn)定、延長了使用壽命。
【專利說明】—種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]GH5188是固溶強(qiáng)化型鈷基高溫合金，加入鎢固溶強(qiáng)化，使合金具有優(yōu)良的高溫?zé)釓?qiáng)性，添加較高含量鉻和微量元素鑭，使合金具有良好的高溫抗氧化性能，同時具有滿意的成型、焊接等工藝性能，適于制作航空發(fā)動機(jī)上的在980°C以下要求高強(qiáng)度和在1100°C以下要求抗氧化的零件，也可以在航天發(fā)動機(jī)和航天飛機(jī)上使用。該合金在國外廣泛應(yīng)用于制作燃?xì)鉁u輪及導(dǎo)彈的高溫部件，如燃燒室、尾噴管及核能工業(yè)中的熱交換器等部件，在國內(nèi)用該合金制成的航空發(fā)動機(jī)燃燒室火焰筒和導(dǎo)向葉片等高溫部件已通過長期試車考驗(yàn)，并投入生產(chǎn)應(yīng)用。
[0003]目前，航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法主要包括，采用自由鍛工藝鍛造出GH5188方形尾噴管毛坯，后續(xù)通過機(jī)械加工獲得零件，采用上述方法的缺點(diǎn)為:采用自由鍛工藝，材料利用率低；由于自由鍛后需進(jìn)行分段焊接，所獲得的尾噴管零件組織不均勻，力學(xué)性能不穩(wěn)定，導(dǎo)致零件使用壽命短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，解決目前航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管生產(chǎn)中材料利用率低、零件組織不均勻、力學(xué)性能不穩(wěn)定、零件使用壽命短等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，包括下料、加熱、敦粗、沖孔、軋制等，其中:采用壓方工藝將軋制獲得的環(huán)坯擠壓為方坯，主要包括以下步驟:
(1)下料、加熱、敦粗、沖孔
將GH5188合金坯料倒角R20mm，采用加熱溫度為1130°C?1170°C對坯料進(jìn)行加熱，力口熱保溫時間按照6min/10mm來計(jì)算；將坯料沿軸向鐓粗至長度為原長度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔；
(2)軋制
將環(huán)坯A回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，錐輥轉(zhuǎn)速為1.0rad/s ;將芯輥進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.2mm/s，使環(huán)坯A咬入軋制；再將芯輥進(jìn)給速度由1.2mm/s增加到2mm/s,使環(huán)還A穩(wěn)定軋制；再將芯棍進(jìn)給速度由2mm/s逐漸減小到0.4mm/s，從而獲得尺寸符合要求的環(huán)坯B ；
(3)壓方
將環(huán)坯B回爐重新加熱后，在所述環(huán)坯B內(nèi)孔中放入模具，將所述模具和環(huán)坯B—起放在液壓機(jī)上，并分別按順序從方向A、方向B、方向C、方向D擠壓環(huán)坯B，獲得符合尺寸要求的方坯； (4)成形
將方坯回爐重新加熱后，在液壓機(jī)上使用馬架、方馬杠成形，即得所述方形尾噴管，成形過程中所述液壓機(jī)的鍛造壓力為1240T，所述液壓機(jī)下壓速度為8mm/s。
[0006]優(yōu)選地，步驟(2)中軋環(huán)機(jī)的軋制力為190T?220T。
[0007]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，由于制坯采用軋制后彎形，壁厚均勻，分料準(zhǔn)確，保證了鍛件成形后的壁厚均勻，提高了原材料利用率；由于制坯時采用了軋制，成型時采用馬架、方馬杠，并優(yōu)化了軋制及成型工藝，使鍛件組織均勻、力學(xué)性能穩(wěn)定、延長了使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為GH5188合金坯料圖；
圖2為GH5188合金還料敦粗、沖孔后的環(huán)還圖；
圖3為圖2通過軋制后的環(huán)還圖；
圖4為方還圖；
圖5為成形后的方形尾噴管零件圖；
圖6為軋制示意圖；
圖7為壓方意圖；
圖8為擠壓后模具與方坯狀態(tài)圖；
圖9為使用馬架及方馬杠成形示意圖；
圖10為圖9的A-A剖面圖；
圖中，I一坯料，2—環(huán)坯A，3—環(huán)坯B，4一方坯，5—方形邊，6 —主輥，7 —芯輥，8—模具，9一方向A, 10一方向B, 11 一方向C, 12一方向D, 13一液壓機(jī)，14一方馬杠，15—馬架。

【具體實(shí)施方式】
[0009]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]實(shí)施本發(fā)明所述的一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機(jī)、軋環(huán)機(jī)、機(jī)械手及其他工裝模具等設(shè)備。
[0011]該合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為:含C量0.05%?0.15%、含Cr量 20.0%?24%、含 Si 量 0.2%?0.5%、含 Ni 量 20.0%?24.0%、含 La 量 0.02%?
0.12%、含 W 量 13.0%?16.0%、含 Ag 量彡 0.001%、含 Fe 量彡 3.0%、含 B 量為 0.015%,含P量彡0.02%、含S量彡0.015%、含Mn量彡1.25%、含Bi量彡0.0001 %、含Pb量彡
0.001%、其余為 Co。
[0012]如附圖1至圖10所示，一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，包括下料、加熱、敦粗、沖孔、軋制等，其中:采用壓方工藝將軋制獲得的環(huán)坯擠壓為方坯，主要包括以下步驟:
(I)下料、加熱、敦粗、沖孔將GH5188合金坯料I倒角R20mm，采用加熱溫度為1130°C?1170°C對坯料進(jìn)行加熱，加熱保溫時間按照6min/10mm來計(jì)算；將坯料I沿軸向鐓粗至長度為原長度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔；
(2)軋制
將環(huán)坯A2回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥6轉(zhuǎn)速為1.5rad/s，錐輥(附圖中未畫出)轉(zhuǎn)速為1.0rad/s ;將芯輥7進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.2mm/s，使環(huán)還A2咬入軋制；再將芯棍7進(jìn)給速度由1.2mm/s增加到2mm/s,使環(huán)還A2穩(wěn)定軋制；再將芯輥7進(jìn)給速度由2mm/s逐漸減小到0.4mm/s,從而獲得尺寸符合要求的環(huán)坯B3 ；
(3)壓方
將環(huán)坯B3回爐重新加熱后，在所述環(huán)坯B3內(nèi)孔中放入模具8，將所述模具8和環(huán)坯B3一起放在液壓機(jī)上，并分別按順序從方向A9、方向B10、方向C11、方向D12擠壓環(huán)坯B3，獲得符合尺寸要求的方坯4 ；
(4)成形
將方坯4回爐重新加熱后，在液壓機(jī)13上使用馬架15、方馬杠14成形，即得所述方形尾噴管5，成形過程中所述液壓機(jī)13的鍛造壓力為1240T，所述液壓機(jī)13的下壓速度為8mm/s。
[0013]上述步驟(2)中軋環(huán)機(jī)的軋制力為190T?220T。
[0014]通過上述方法獲得的鍛件，其力學(xué)性能為:室溫拉伸(縱向):0)3為943MPa?946MPa, σ 0 2 為 458MPa ?474MPa, δ 5 為 56% ?59.5% ;布氏硬度為 218HBW ?69.2 HBff ；高溫持續(xù)927°C (縱向):σ為83 MPa, δ為69%?89%，T為68.4h?33.5h，以上技術(shù)指標(biāo)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0015]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，包括下料、加熱、敦粗、沖孔、軋制等，其特征在于:采用壓方工藝將軋制獲得的環(huán)坯擠壓為方坯，主要包括以下步驟: (1)下料、加熱、敦粗、沖孔 將GH5188合金坯料(I)倒角R20mm，采用加熱溫度為1130°C?1170°C對坯料進(jìn)行加熱，加熱保溫時間按照6min/10mm來計(jì)算；將坯料(I)沿軸向鐓粗至長度為原長度的21%?24%，以沖頭進(jìn)行沖孔； (2)軋制 將環(huán)坯A (2)回爐重新加熱后，裝入軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，環(huán)軋機(jī)的主輥轉(zhuǎn)速為1.5rad/s,錐輥轉(zhuǎn)速為1.0rad/s ;將芯輥進(jìn)給速度由Omm/s增加到1.2mm/s,使環(huán)坯A (2)咬入軋制；再將芯棍進(jìn)給速度由1.2mm/s增加到2mm/s,使環(huán)還A (2)穩(wěn)定軋制；再將芯棍進(jìn)給速度由2mm/s逐漸減小到0.4mm/s,從而獲得尺寸符合要求的環(huán)坯B (3); (3)壓方 將環(huán)坯B (3)回爐重新加熱后，在所述環(huán)坯B (3)內(nèi)孔中放入模具(8)，將所述模具(8)和環(huán)還B (3)—起放在液壓機(jī)上,并分別按順序從方向A (9)、方向B (10)、方向C (11)、方向D (12)擠壓環(huán)坯B (3)，獲得符合尺寸要求的方坯(4); (4)成形 將方坯(4)回爐重新加熱后，在液壓機(jī)(13)上使用馬架(15)、方馬杠(14)成形，即得所述方形安裝邊(5)，成形過程中所述液壓機(jī)(13)的鍛造壓力為1240T，所述液壓機(jī)(13)的下壓速度為8mm/s。
2.如權(quán)利要求1所述的航空發(fā)動機(jī)用GH5188方形尾噴管的制造方法，其特征在于:步驟(2)中軋環(huán)機(jī)的軋制力為190T?220T。
【文檔編號】B23P15/00GK104227344SQ201410404205
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】張華 , 孫傳華, 王華東, 張園園, 楊汝彪, 盧漫宇, 張建軍, 王清 申請人:貴州航宇科技發(fā)展股份有限公司