[发明专利]GH4049球体渗铝方法

说明书

技术领域

本发明属于渗铝技术领域，具体涉及GH4049球体渗铝方法。

背景技术

如图1和2所示，某航空发动机在研制过程中，设计图要求球体（材料GH4049）硬度为HB285～352，并对球面D进行渗铝，深度30μm～50μm。

GH4049是一种复杂合金化的镍基难变形高温合金，采用标准规定的硬度值范围HB302～363对应的热处理制度进行热处理后，都很难保证该范围的硬度值，常出现返工仍不合格，报废零件的情况。而设计要求的硬度值为HB285～352，比标准中规定的更严格，增加了热处理的难度。且球体热处理后还需进行渗铝，然而在渗铝前进行的固溶+时效处理，其硬度都一直难以达到设计要求。目前同行业中没有类似工艺可以使其能够达到设计要求，必须发明一种新的方法在满足渗铝层深度的同时保证硬度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种GH4049球体渗铝方法，确保渗铝层深度30μm～50μm的同时保证硬度要求达到HB285～352。

技术要求中需对球面进行渗铝，渗铝层深度30μm～50μm，且同时保证零件的硬度要求HB285～352，传统方法路线：固溶+时效 →渗铝；本发明的路线：固溶→时效+渗铝。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方法来实现：

一种GH4049球体渗铝方法，首先对GH4049毛坯料进行固溶处理，然后将固溶处理后的毛坯料加工成带有球面D的半成品，最后在时效温度下对半成品球面D进行渗铝的同时对半成品整体进行时效处理，所述半成品以其时效温度进行渗铝，温度为450±30℃；保温时间为2～2.5h；升温至950±10℃；保温时间为10～12h；冷却剂为空气。

所述GH4049毛坯料固溶包括一次固溶和二次固溶,其中一次固溶温度为1200±10℃；保温时间为2～2.5h；冷却剂为空气；二次固溶温度为1050±10℃；保温时间为4～4.5h；冷却剂为空气。

所述渗铝剂由经焙烧的铝铁粉末按重量与占渗铝剂总重1.5%～2.0%的经干燥的氯化铵粉末配成，其中铝铁粉末中新铝铁粉末按重量占15%～30%。

所述GH4049毛坯料为圆棒坯料。

所述圆棒坯料截面直径为Ф14mm，长度为500mm。

所述带有球面D的半成品还包括一对平行平面。

所述球面D的直径为Ф10mm，一对平行平面的距离为6.4mm。

本发明在对毛料进行热处理时只进行固溶处理，不进行时效处理，不保证设计要求的硬度符合HB285～352，待进行渗铝工序时，将渗铝与时效处理同时进行（即用其时效温度进行渗铝），这样既保证了渗铝深度要求又保证了硬度要求。

与现有技术相比，本发明采用先固溶，然后渗铝与时效同时进行的方法，节约了成本，缩短了生产时间，提高了生产效率；传统热处理观念一般都是先进行固溶+时效处理保证其硬度，然后再进行渗铝保证渗铝层的深度。但本发明采用先固溶，然后渗铝与时效同时进行的方法，既减小了后续渗铝时降低零件硬度的风险，又减少了零件的热处理时间。此项工艺方法的应用，改变了技术人员对零件进行热处理时的工艺排布的传统思维，为今后对类似零件的热处理起到了积极的作用。截止目前共加工零件2批次共108件，生产验证效果良好。

附图说明

图1为球体零件毛料状态示意图；

图2为球体零件示意图（图中S代表sphere）；

图3为球体毛坯料的化学成分表（按质量百分比计）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1和2所示，传统的热处理方案是先对图1所示的毛坯料（圆棒坯料截面直径为Ф14mm，长度为500mm，毛坯料的化学成分如图3所示）进行固溶+时效处理，保证硬度HB285～352，待零件加工到图2所示的形状时（球面D的直径为Ф10mm，一对平行平面的距离为6.4mm），再进行渗铝。其弊端是后续渗铝时零件的硬度及渗铝层深度会受到影响，达不到要求的硬度值和渗层深度。

本发明的热处理方法打破了传统方法的思路，先对图1所示的毛料进行固溶处理，待零件加工到图2所示的形状时，再用其时效温度进行渗铝，既保证了设计要求的硬度HB285～352，又保证了渗铝层深度达到30μm～50μm。

其中，毛坯料的固溶参数为：一次固溶：温度1200±10℃；保温时间2～2.5h；冷却剂：空气。二次固溶：温度1050±10℃；保温时间4～4.5h；冷却剂：空气。半成品以其时效温度进行渗铝，温度450±30℃；保温时间2～2.5h；升温至950±10℃；保温时间10～12h；冷却剂：空气，渗铝介质：渗铝剂由经焙烧的铝铁粉末（按重量）与占渗铝剂总重1.5%～2.0%的经干燥的氯化铵粉末配成，其中铝铁粉末中新铝铁粉末（按重量）占15%～30%。