本發(fā)明涉及一種鎳基合金帶底回轉(zhuǎn)體零件的加工方法，尤其是指高溫合金（gh4169）帶底回轉(zhuǎn)體零件的旋壓成形加工方法。
背景技術(shù)：
通常要想獲得一個帶底筒形件往往有三種方法。第一種方法是先將板材彎曲成圓形，再進行焊接，最后利用車床對工件進行二次加工。但這種方法在焊縫處容易開焊，并且容易出現(xiàn)砂眼、氣泡等焊接缺陷。第二種方法是利用車床對棒料進行車削。這兩種方法在車削時車刀會割斷金屬晶粒，金屬纖維會失去連續(xù)性和完整性，使得筒形件的材料性能均會有所降低。第三種方法是沖壓，但是沖壓成型所需的沖壓力較大，對于小型帶底筒形件的沖壓，一般的芯模難以承受巨大的壓力，很難成型，同時，沖壓生產(chǎn)率也較低，成本較高。
gh4169為強化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供鎳基合金帶底筒形件的旋壓加工方法，是一種塑性成形的工藝方法，鎳基合金材料在室溫條件下的塑性差、強度高，需要在加熱情況下成形，通過旋壓成形后鎳基合金內(nèi)部組織得到了細化，提高了鎳基合金產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。
旋壓加工工藝路線：熱旋壓預(yù)成形－真空熱處理－熱旋壓終成形－真空熱處理－精機加－真空熱處理－低溫時效。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包括下列步驟：
（1）gh4169鎳基合金毛坯，外徑φ135mm～φ145mm,壁厚14mm～15mm，壁厚差0.1mm～0.2mm之間；
（2）旋壓前芯模預(yù)加熱到400℃～600℃；
（3）鎳基合金板料在加熱爐中或直接在芯模上加熱到700℃～985℃進行旋壓成形，旋壓時均勻涂抹潤滑劑；
（4）旋壓成形在旋壓機上進行，采用普旋和強旋相結(jié)合的方法成形。具體參數(shù)如下：
旋壓過程中通過補充加熱，補充加熱保證鎳基合金毛坯溫度在700℃～985℃之間進行旋壓塑性成形，保證材料在α+β狀態(tài)塑性成形，主軸轉(zhuǎn)速n=100～400r/min，旋輪縱向進給率f=50～150mm/min成形穩(wěn)定，旋輪圓角半徑r=15～30mm，旋輪成形角α=20°～30°,退出角α=2°~10°。利用此工藝參數(shù)旋壓工件外徑尺寸φ68～φ104mm，內(nèi)徑尺寸φ60～φ90mm，工件長度90～100mm；
（5）旋壓預(yù)成形、終成形后真空爐內(nèi)退火，溫度750℃～900℃，保溫時間1～2小時，爐內(nèi)冷卻或空氣中冷卻；
（6）旋壓件機械加工。
除旋壓成形外其他工藝步驟均是常規(guī)加工方法。
本發(fā)明的優(yōu)點和有益的效果：本發(fā)明探索出針對gh4169鎳基合金帶底筒形件旋壓成形的加工工藝方法，取代車削工藝，降低材料消耗，節(jié)省刀具、車床費和人工費，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益巨大。創(chuàng)新點如下：
（1）旋壓成形：對具有合理組織及形狀的gh4169鎳基合金板料旋壓成形，選擇最佳成形工藝參數(shù)，使鎳基合金在該條件下具有良好的塑性、流動性和低的變形抗力，能夠旋壓成形出復(fù)雜形狀的零件，同時在該條件下能夠細化晶粒，較大幅度地提高產(chǎn)品的力學性能。實現(xiàn)鎳基合金材料的塑性成形，變革生產(chǎn)方式，最大限度提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本；
（2）鎳基合金旋壓成形溫度；由于鎳基合金材料是高熔點合金，因此其旋壓塑性成形溫度，是保證良好地成形和均勻的內(nèi)部組織的關(guān)鍵因素之一。本發(fā)明通過經(jīng)驗與現(xiàn)代數(shù)值仿真技術(shù)相結(jié)合確定初始旋壓溫度在根據(jù)多次試驗對比分析得出的最佳旋壓溫度。不僅可保證最終制件的性能要求，而且有利于旋壓的順利進行，又對工件組織與性能及表面氧化的影響最小；
（3）旋壓成形工裝模具熱防護；高熔點鎳基合金旋壓時，芯模溫度和旋輪溫度大致在300—500℃，這么高的溫度會對模具尺寸精度產(chǎn)生不利影響，熱膨脹后尺寸產(chǎn)生變化，旋壓工件一致性難以得到保證，而且壽命也會降低，因此工裝模具熱防護極為重要。工裝模具選取合適材料的同時，加工時輔之以合適的熱處理制度。保證模具在能承受高溫工作環(huán)境的同時還具有高壽命；
（4）道次間的熱處理：旋壓預(yù)成形后材料內(nèi)部應(yīng)力大，及時熱處理退火均勻內(nèi)部組織、恢復(fù)材料的塑性、降低強度，為下次旋壓、機械加工做準備。
具體實施方式：
工件材料：gh4169鎳基合金。
實施例1
包括下列步驟：
（1）材料選取gh4169鎳基合金毛坯，外徑φ135mm,壁厚14mm，壁厚差0.1mm；
（2）旋壓前芯模預(yù)加熱到400℃；
（3）鎳基合金坯料在加熱爐中加熱到700℃進行旋壓成形，采用mos2潤滑劑，旋壓時均勻涂抹在模具及工件上；
（4）旋壓成形在旋壓機上進行，采用普旋和強旋相結(jié)合的方法成形。具體參數(shù)如下：
旋壓過程中通過采用氧氣－乙炔補充加熱，補充加熱保證鎳基合金毛坯溫度在700℃進行旋壓塑性成形，保證材料在α+β狀態(tài)塑性成形，主軸轉(zhuǎn)速n=100r/min，旋輪縱向進給率f=50mm/min，旋輪圓角半徑r=15mm，旋輪成形角α=30°,退出角α=2°。利用此工藝參數(shù)旋壓工件外徑尺寸φ68～φ104mm，內(nèi)徑尺寸φ60～φ90mm，工件長度90mm；
（5）旋壓預(yù)成形、終成形后真空爐內(nèi)退火，溫度750℃，保溫時間2小時，爐內(nèi)冷卻或空氣中冷卻。性能檢測無損檢測內(nèi)部沒有缺陷；室溫σb＝920mpa；σs＝870mpa；a%＝14%；z%＝27%；400℃σb＝640mpa，100倍內(nèi)部組織為α+β等軸晶粒；
（6）旋壓件機械加工。
除旋壓成形外其他工藝步驟均是常規(guī)加工方法。
實施例2
包括下列步驟：
（1）材料選取gh4169鎳基合金毛坯，外徑φ140mm,壁厚14.5mm，壁厚差0.15mm；
（2）旋壓前芯模預(yù)加熱到500℃；
（3）鎳基合金板料在芯模上旋轉(zhuǎn)加熱到850℃進行旋壓成形，采用玻璃潤滑劑，旋壓前均勻涂抹在坯料上；
（4）旋壓成形在旋壓機上進行，采用普旋和強旋相結(jié)合的方法成形。具體參數(shù)如下：
旋壓過程中通過采用氧氣－乙炔補充加熱，補充加熱保證鎳基合金毛坯溫度在850℃進行旋壓塑性成形，保證材料在α+β狀態(tài)塑性成形，主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min，旋輪縱向進給率f=140mm/min，旋輪圓角半徑r=20mm，旋輪成形角α=25°,退出角α=5°。利用此工藝參數(shù)旋壓工件外徑尺寸φ68～φ104mm，內(nèi)徑尺寸φ60～φ90mm，工件長度95mm；
（5）旋壓預(yù)成形、終成形后真空爐內(nèi)退火，溫度800℃，保溫時間1.5小時，爐內(nèi)冷卻或空氣中冷卻。性能檢測無損檢測內(nèi)部沒有缺陷；室溫σb＝925mpa；σs＝880mpa；a%＝15%；z%＝28%；400℃σb＝650mpa，100倍內(nèi)部組織為α+β等軸晶粒；
（6）旋壓件機械加工。
除旋壓成形外其他工藝步驟均是常規(guī)加工方法。
實施例3
包括下列步驟：
（1）材料選取gh4169鎳基合金毛坯，外徑φ145mm,壁厚15mm，壁厚差0.2mm；
（2）旋壓前芯模預(yù)加熱到600℃；
（3）鎳基合金板料在芯模上旋轉(zhuǎn)加熱到985℃進行旋壓成形，采用玻璃潤滑劑，旋壓前均勻涂抹在坯料上；
（4）旋壓成形在旋壓機上進行，采用普旋和強旋相結(jié)合的方法成形。具體參數(shù)如下：
旋壓過程中通過采用氧氣－乙炔補充加熱，補充加熱保證鎳基合金毛坯溫度在985℃進行旋壓塑性成形，保證材料在α+β狀態(tài)塑性成形，主軸轉(zhuǎn)速n=400r/min，旋輪縱向進給率f=150mm/min，旋輪圓角半徑r=30mm，旋輪成形角α=30°,退出角α=10°。利用此工藝參數(shù)旋壓工件外徑尺寸φ68～φ104mm，內(nèi)徑尺寸φ60～φ90mm，工件長度100mm；
（5）旋壓預(yù)成形、終成形后真空爐內(nèi)退火，溫度900℃，保溫時間1小時，爐內(nèi)冷卻或空氣中冷卻。性能檢測無損檢測內(nèi)部沒有缺陷；室溫σb＝930mpa；σs＝880mpa；a%＝14.5%；z%＝27.5%；400℃σb＝645mpa，100倍內(nèi)部組織為α+β等軸晶粒；
（6）旋壓件機械加工。
除旋壓成形外其他工藝步驟均是常規(guī)加工方法。