一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍛造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，各行各業(yè)對高溫合金盤類模鍛件的需求量與日俱增，尤其是大型高溫合金盤類模鍛件的需求。大型高溫合金盤類模鍛件制造難度很大，通常是在噸位較大的模鍛液壓機上完成的，噸位較小的模鍛液壓機由于其最大載荷有限，難以完成大型高溫合金盤類模鍛件的模鍛。如某型大型艦用燃氣輪機的大型GH4698合金渦輪盤模鍛件，國外同類合金渦輪盤模鍛件是在750MN模鍛液壓機上模鍛成形的。這種噸位較大的模鍛液壓機數(shù)量有限，而且生產(chǎn)成本較高，難以滿足大型高溫合金盤類模鍛件日益增長的使用需求。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，雖然采用自由鍛鐓餅滿足了前期型號的研制和生產(chǎn)要求，但該種工藝生產(chǎn)成本較大，生產(chǎn)周期長，后期加工過程中貴重金屬的損耗較嚴重，而且金屬流線基本被切斷，不能保證模鍛件的力學(xué)性能、金相組織及超聲波探傷等滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0003]因此，需要不斷改進高溫合金盤類模鍛件，尤其是大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，以滿足日益增長的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中在噸位較小的模鍛液壓機上難以生產(chǎn)大型高溫合金盤類模鍛件的問題。
[0005]本發(fā)明實施例公開了一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，包括:
將高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯；
將所述餅坯進行機加內(nèi)孔處理，制備荒坯；
將所述荒坯置于鍛造模具中進行分階段變速度鍛造處理，制造高溫合金盤類模鍛件。
[0006]結(jié)合上述方案，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述將高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯之前進一步包括:
制備適用于高溫合金盤類模鍛件的鍛造模具。
[0007]結(jié)合上述方案的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，對所述鍛造模具進行增加出模斜度和增大圓角處理，以減小鍛造時高溫合金金屬的流動阻力。
[0008]結(jié)合上述方案或上述方案的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述將高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯包括:
將高溫合金棒料進行復(fù)合包套處理后加熱，制備加熱到溫的高溫合金棒料；
將所述加熱到溫的高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯。
[0009]結(jié)合上述方案的第三種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述分階段變速度鐓餅處理包括空程階段和壓制階段，所述空程階段中設(shè)置的鐓餅處理速度用于減少所述高溫合金棒料表面的熱損失從而提高所述高溫合金棒料的初始處理溫度，所述壓制階段中設(shè)置的鐓餅處理速度用于確保所述高溫合金棒料的內(nèi)部升溫較小并確保合理的處理時間，所述空程階段的鐓餅處理速度大于所述壓制階段的鐓餅處理速度。
[0010]結(jié)合上述方案或上述方案的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述將所述餅坯進行機加內(nèi)孔處理，制備荒坯包括:
確定需要在所述餅坯上機加的內(nèi)孔的直徑；
在所述餅坯上按照所述內(nèi)孔的直徑機加所述內(nèi)孔，制備荒坯。
[0011]結(jié)合上述方案或上述方案的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述將所述荒坯置于鍛造模具中進行分階段變速度鍛造處理，制造高溫合金模鍛件包括:
將所述荒坯進行復(fù)合包套處理后加熱，制備加熱到溫的荒坯；
將所述加熱到溫的荒坯置于鍛造模具中進行分階段變速度鍛造處理，制造高溫合金盤類模鍛件。
[0012]結(jié)合上述方案的第六種可能的實現(xiàn)方式，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述分階段變速度鍛造處理包括空程階段、壓制階段和壓靠階段，所述空程階段中設(shè)置的鍛造處理速度用于減少所述荒坯表面的熱損失從而提高所述荒坯的初始處理溫度，所述壓制階段中設(shè)置的鍛造處理速度用于確保所述荒坯的內(nèi)部升溫較小并確保合理的處理時間，所述壓靠階段中設(shè)置的鍛造處理速度用于減小所述荒坯的最終處理載荷并確保合理的處理時間，所述空程階段的鍛造處理速度大于所述壓制階段的鍛造處理速度，所述壓制階段的鍛造處理速度大于所述壓靠階段的鍛造處理速度。
[0013]本發(fā)明提供的制造方法實現(xiàn)了在噸位較小的模鍛液壓機上生產(chǎn)大型高溫合金盤類模鍛件，在保證模鍛件的力學(xué)性能、金相組織、超聲波探傷滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，縮短了大型高溫合金盤類模鍛件的加工周期，提高了貴重金屬的利用率，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明第一實施例提供的一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖；
圖2為本發(fā)明第二實施例提供的一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖；
圖3為本發(fā)明第三實施例提供的一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0017]本發(fā)明實施例提供了一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，用于在噸位較小的模鍛液壓機上生產(chǎn)大型高溫合金盤類模鍛件，以下將對本發(fā)明所述的方法進行詳細說明。
[0018]參照圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例提供的大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖，該制造方法包括:
101、將高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯；
102、將餅坯進行機加內(nèi)孔處理，制備荒坯；
103、將荒坯置于鍛造模具中進行分階段變速度鍛造處理，制造高溫合金盤類模鍛件。
[0019]本發(fā)明第一實施例提供的一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，通過分階段變速度鐓餅和鍛造處理以及在餅坯上進行機加內(nèi)孔處理處相結(jié)合的方式，增加高溫合金金屬的徑向流動，減小鍛造時高溫合金金屬的流動阻力，保證模鍛件各區(qū)域有充分的變形量，降低了鍛造時的變形抗力，最終實現(xiàn)了在噸位較小的模鍛液壓機上生產(chǎn)大型高溫合金盤類模鍛件。
[0020]參照圖2，圖2為本發(fā)明第二實施例提供的大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖，該制造方法包括:
201、制備適用于高溫合金盤類模鍛件的鍛造模具；
202、將高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯；
203、將餅坯進行機加內(nèi)孔處理，制備荒坯；
204、將荒坯置于鍛造模具中進行分階段變速度鍛造處理，制造高溫合金盤類模鍛件。
[0021]本發(fā)明第二實施例提供的一種大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法，通過對鍛造模具進行適應(yīng)性改進、分階段變速度鐓餅和鍛造處理以及在餅坯上進行機加內(nèi)孔處理處相結(jié)合的方式，增加高溫合金金屬的徑向流動，減小鍛造時高溫合金金屬的流動阻力，保證模鍛件各區(qū)域有充分的變形量并保證模鍛件充填完整，降低了鍛造時的變形抗力，最終實現(xiàn)了在噸位較小的模鍛液壓機上生產(chǎn)大型高溫合金盤類模鍛件。
[0022]參照圖3，圖3為本發(fā)明第三實施例提供的大型高溫合金盤類模鍛件的制造方法流程圖，該制造方法包括:
301、制備適用于高溫合金盤類模鍛件的鍛造模具；
該步驟中，先分析由準(zhǔn)備制造的高溫合金盤類模鍛件生產(chǎn)的產(chǎn)品粗加工件的尺寸、最大投影面積和最小/最大厚度，以及產(chǎn)品粗加工件的特點和選用的材料等，然后確定高溫合金盤類模鍛件的最小單邊余量，同時對于截面落差較大的區(qū)域采用45°拔模斜度，該斜度易于高溫合金金屬填充。根據(jù)前述方案，制備適用于該高溫合金盤類模鍛件的鍛造模具，并對該鍛造模具進行增加出模斜度和增大圓角處理。由于高溫合金金屬流動性差，對該鍛造模具增加出模斜度處理，可減小鍛造時金屬流動阻力，保證模鍛件充填完整；對該鍛造模具進行增大圓角處理，可保證模鍛件的局部難充填區(qū)域最終充填完整。
[0023]302、將高溫合金棒料進行復(fù)合包套處理后加熱，制備加熱到溫的高溫合金棒料； 該步驟中，在加熱前先對按規(guī)格下料的高溫合金棒料進行復(fù)合包套處理，然后使用爐溫均勻性為±5°C的高溫電爐對該高溫合金棒料進行加熱，當(dāng)爐溫達到預(yù)設(shè)溫度時保溫一段時間，從而將該高溫合金棒料加熱到預(yù)期溫度，然后將該加熱到溫的高溫合金棒料快速移出電阻爐，確保高溫合金棒料的轉(zhuǎn)移時間< 30S。整個加熱過程中，升溫階段需保證在兩小時以上，確保高溫合金棒料充分熱透并達到預(yù)期溫度，該預(yù)期溫度一般參考行業(yè)內(nèi)通用的溫度即可。加熱前對高溫合金棒料進行復(fù)合包套處理，可減少高溫合金棒料在轉(zhuǎn)移過程中的熱損耗，有利于提高后續(xù)鐓餅處理時的處理溫度，降低高溫合金棒料鍛造時的變形抗力。
[0024]303、將加熱到溫的高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯；
該步驟中，采用模鍛液壓機對該加熱到溫的高溫合金棒料進行分階段變速度鐓餅處理，制備餅坯。一般地，此處的處理溫度依據(jù)準(zhǔn)備制造的高溫合金盤類模鍛件的投影面積及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)確定。采用分階段變速度鐓餅處理方式，以獲得原始組織均勻的餅坯。該分階段變速度鐓餅處理包括空程階段和壓制階段，空程階段中設(shè)置的鐓餅處理速度用于減少高溫合金棒料表面的熱損失從而提高高溫合金棒料的初始處理溫度，壓制階段中設(shè)置的鐓餅處理速度用于確保高溫合金棒料的內(nèi)部升溫較小并確保合理的處理時間，空程階段的鐓餅處理速度大于壓制階段的鐓餅處理速度。
[0025]具體地，空程階段是指模鍛液壓機控制上模從高處下落直至接觸高溫合金棒料前的過程，此階段設(shè)置的鐓餅處理速度一般為模鍛液壓機能達到的最快處理速度，盡可能減少該階段的時間，以減少高溫合金棒料表面的熱損失，從而提高高溫合金棒料的初始處理溫度；壓制階段是指模鍛液壓機控制上模與高溫合金棒料接觸并將高溫合金棒料壓制成餅坯的過程，壓制過程中高溫合金棒料內(nèi)部溫度會升高，此階段設(shè)置的鐓餅處理速度應(yīng)確保高溫合金棒料的內(nèi)部升溫較小，還要確保該階段的處理時間較合理，并根據(jù)該處理時