[发明专利]一种材料为GH2787的高温合金叶片挤压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及高温合金叶片精密锻造成形技术领域，具体说是一种叶片挤压成形的工艺方法。

背景技术

材料为GH2787的高温合金锻造叶片的特点是大缘板、叶身型面薄、前后缘厚度小，叶片材料的合金化程度高，加之叶片配套加工的后续工序是冷辊轧工艺，对锻件的加工余量、尺寸精度和表而质量要求均很高，这些因素都增大了叶片锻造成形的难度，所以叶片锻造成形需采用新工艺才能满足叶片成形的需要。根据所掌握的资料，国内叶片都是采用先制坯再锻造成形的工艺过程，工装数量多，制造周期长，成本高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过对合金锻造成型技术和锻造加热参数、变形量等重要参数进行试验，确定了能够实现直接挤压成型的先进工艺路线和一组工艺参数；同时通过模具设计制造与检测手段保证了叶片型面较高精度，实现高温合金叶片精锻。具体技术方案如下：

一种材料为GH2787的高温合金叶片挤压成形方法，包括以下步骤：

(1)坯料形状采用板料,为有利于金属流动在坯料的侧面倒圆角；

(2)坯料吹砂后表面涂覆润滑剂；

(3)将坯料电炉加热至1000-1050℃±10℃，保温3min；高速锤上直接挤压成形，变形量：头部20％一30％，叶身挤压比为5—7；

(4)挤压过程中，对模具表面喷涂水基石墨润滑剂；在高速锤挤压过程中，由于热效应的影响，能使零件温度升高50-70℃，考虑到挤压叶片毛坯小，出炉温降较快，一般升高20-30℃，因此，在高速锤上挤压叶片，毛坯的加热浊度比传统模锻温度低30-40℃。

(5)清理，吹砂清理锻件表面；

(6)振动光饰，清理锻件表面，提高锻件表面的粗糙度和光整性；

(7)热处理，锻件进行固溶加时效处理，固溶温度为940℃±10℃，保温1h一2h，空冷，时效温度为780℃±10℃，保温16h，空冷。

所述步骤（1）中，所述坯料的侧面（指三个面的交界处）倒圆角SR3-SR5。

所述步骤（2）的润滑剂主要成份按重量计：玻璃润滑剂57%,瓷土3%，工业硅酸钠5%，余量为水，配制过程：1）、球磨，将玻璃润滑剂和瓷土进行球磨，时间不少于12小时；2）、过滤，用200目筛子过滤已经磨好的润滑剂；3）调浓度，用水调节浓度；4）加入工业硅酸钠搅拌；所述润滑剂也可采用市售产品，如北京首量科技公司的产品。

所述步骤（4）中所述水基石墨润滑剂的配制方法是按重量计：锻造石墨乳加纯净水，按1：6比例搅拌,将拌好的润滑剂放入储液罐中,加压0.25-0.3MPa。

本发明的优点是：1)采用本发明提供的润滑剂及水基石墨润滑剂，本发明与传统精锻成形技术相比，不仅节约4套工装设计及制造，节省工装制造费用，同时缩短了叶片的研制周期。2)叶片锻件设计采用等比例加放余量的方法，单面加工余量只有0.3mm±0，2mm，提高了材料的利用率。

附图说明

图1为挤压模的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图中，1为冲头，2为阴模。

具体实施方式

本发明的技术方案包括以下部分；

1)锻件加热技术：高温合金在多次的加热过程中，锻件表层的碳、硼等合金元素易被烧蚀和贫化，甚至诱发锻件表层晶粒粗化，导致拉仲塑性和冲击韧性下降，高温持久明显降低。要想获得理想的组织性能，同时精锻叶片因余量较小对表面氧化和元素贫化要严格控制，必须对锻件的加热制度进行研究。通过大量的工艺试验，确定采用电炉加热，由于高速锤挤压过程中，产生热效应，使零件温度升高50-70℃，考虑到挤压叶片毛坯小，出炉温降较快，一般升高20-30℃，因此，在高速锤上挤压叶片，毛坯的加热温度比传统模锻温度低30-40℃。

叶片锻件表面清理、优化技术：为了获得精锻叶片，锻件成形的每一个制造环节都需要控制，对出现的缺陷进行清理，同时进行表面腐蚀和振动光饰强化处理。

叶片锻件设计采用等比例加放余量的方法，单面加工余量只有0.3mm±0，2mm，提高了材料的利用率，单件叶片锻件节省材料消耗0-5公斤。

确定了叶片精锻成形工艺路线和锻造工艺参数，优化了变形加热温度为1000-1050℃±10℃，锻件的综合性能更为理想，高倍组织呈等轴晶，通过对叶片锻造成形的变形温度、变形量的控制，以及与其相匹配的热处理工艺方案解决叶片组织、性能的最佳化和组织均匀性问题。

叶片主要成型步骤及工艺参数：