[发明专利]一种镍基高温合金高筒环件的辗轧成形方法

说明书

技术领域

本发明属于镍基高温合金的辗轧成形技术领域，涉及一种镍基高温合金高筒环件的辗轧成形方法。

背景技术

航空航天等领域广泛采用镍基高温合金制造回转体零部件，例如机匣和燃烧室等，由于锻件的壁厚较薄，高度较高，加之组织性能要求也较高，因此选择辗轧成形；原有的镍基高温合金高筒环件辗轧工艺是首先镦饼，然后进行冲孔和马扩，最终环轧成形。随着航空和航天领域技术的不断发展，出现了大量的大高厚比的镍基高温合金高筒环件，而采用上述的制坯工艺，将需要与其相适应的大吨位的锻造设备，故此大幅地增加了镍基高温合金高筒环件的制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为降低镍基高温合金高筒环件的制造成本，减少大吨位锻造设备的使用。

本发明的技术方案是：

一种镍基高温合金高筒环件的辗轧成形方法，包括如下步骤，

步骤1坯料加热，然后进行热包套，包套材料用10～15mm厚度高温棉及粉状高温黏结剂，包套后回炉保温30min后出炉进行锻压；

步骤2镦饼冲孔：在压机上锻压坯料使其达到30％～50％成形为饼坯,饼坯冲孔，孔直径等于芯轴直径减去15mm；

步骤3机加内孔：机加内孔至大于芯轴直径5mm；

步骤4重复步骤1的工艺；

步骤5芯轴拔长：二火成形，第一火用六方V型槽拔长，每锤压下量20mm，满砧送进,使孔贴实芯轴；第二火用六方V型槽拔长，1/3锻件长度送进，每锤压下量40mm；

步骤6重复步骤1的工艺；

步骤7环轧：一火成形。

本发明的有益效果是：本发明通过在原有的镍基高温合金高筒环件辗轧工艺中，将镦饼、冲孔、马扩、环轧改为镦饼、冲孔、芯轴拔长、环轧；通过芯轴拔长制坯减小受压截面面积，降低了制坯的变形抗力，实现了利用小吨位设备制造镍基高温合金高筒环件的目的，降低了对加工设备的要求，节省了成本，为镍基高温合金高筒环件辗轧工艺提供了一种新的选择途径。

以某航天用燃烧室高筒环件(材料为GH4099合金)为例，当使用传统碾轧工艺时，需要1500T的设备压力，而通过本发明的工艺，仅需要400T的设备压力，极大的降低了设备要求，节约了成本。

具体实施方式

以下结合实施例对具体实施方式进行说明。

选取某航天用燃烧室高筒环件，其材料采用了GH4099合金，当使用镦饼、冲孔、马扩制坯时，需要1500T的设备压力；

本实施例中，当使用镦饼、冲孔、芯轴拔长制坯时，需要400T的设备压力，详细工艺步骤如下：

步骤一，坯料加热：棒料冷料加热，预热(700℃±50℃)保温时间按0.6min/mm计算，高温(1100℃±20℃)加热包套前保温时间按0.6min/mm计算；在高温保温后进行热包套(包套材料用10～15mm厚度高温棉及粉状高温黏结剂)，包套后回炉保温30min后出炉进行锻压。

步骤二，镦饼冲孔：二火成形，第一火镦粗至Φ514×320，第二火冲孔尺寸为Φ260×100。

步骤三，机加内孔：内孔车至Φ270，倒内孔圆角。

步骤四，重复步骤一中的加热工艺。

步骤五，芯轴拔长：二火成形，尺寸为Φ436×Φ280×530，第一火轻缓变形，使孔贴实芯轴。六方V型槽拔长，每锤压下量20mm，满砧送进；第二火六方V型槽较大变形拔长锻件，1/3锻件长度送进，每锤压下量40mm。

步骤六，重复步骤一中的加热工艺。

步骤七，环轧：一火成形，尺寸为Φ528×Φ424×523。