[发明专利]一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法

说明书

本发明涉及一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法，通过对坯料进行加热、锻造、扩孔和芯轴拔长后，先采用分段异形模具对环形坯料进行分段局部轧制，后采用直壁模具对分段局部轧制后的环件进行整体轧制，所述分段异形模具包括异形主辊和异形芯辊，异形主辊和异形芯辊的辊面与环形坯料的壁面局部接触；所述直壁模具包括直壁主辊和直壁芯辊，所述直壁主辊和直壁芯辊的辊面在轧制过程中与坯料部分接触，轧制完成后与坯料整体接触，并且在分段轧制后在环件的已轧制部分涂覆保温涂层，以保障后续轧制过程中环件整体的力学性能；通过该方法可以提升了材料的利用率和材料的力学性能和质量，同时降低对设备的轧制力要求。

技术领域

本发明涉及合金锻造技术领域，尤其是一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法。

背景技术

随着国内外航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展，航空航天用大型高温合金锻件的需求越来越旺盛，产品类型发展越来越趋向于大直径、长高度方向发展，但是对于大直径，长高度的筒形件来讲，由于高温合金变形抗力较大，目前的常规的生产设备无法满足其锻造需求，因此只能采用分段焊接的方法实现大高度锻件的锻造，例如1000mm高的高温合金环锻件的制造，需要先对3-4段200-300mm的高温合金环锻件进行单独锻造，然后再将各部分锻件焊接成整体，才能达到设计所需的高度，但是采用焊接工艺一方面降低了材料的利用率，另一方面也降低了焊接处材料的强度和延伸率，导致锻件的力学性能无法达到采用整体成形所达到的力学性能，导致产品的质量受到很大影响，而为了避免分段焊接造成的锻件力学性能的下降，如果投入大型辗环设备，则成本太高，生产经济性得不到保证，因此缺乏在不增加设备投入的前提下，能够利用现有设备实现大型高温合金高筒形环锻件分段成形的工艺。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法，从而实现大型高温合金高筒件的分段轧制成形，提升了材料的利用率和材料的力学性能和质量，大大降低了加工过程中对设备的轧制力需求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大型高温合金高筒形锻件分段轧制方法，先采用分段异形模具对环形坯料进行分段局部轧制，后采用直壁模具对局部轧制后的环件进行整体轧制，所述分段异形模具包括异形主辊和异形芯辊，所述异形主辊和异形芯辊的辊面与环形坯料的壁面局部接触；所述直壁模具包括直壁主辊和直壁芯辊，在整体轧制的初始阶段，所述直壁主辊的辊面与局部轧制后已轧制部分的外壁相接触，所述直壁芯辊的辊面与局部轧制后未轧制部分的内壁相接触，具体包括以下步骤：

步骤一：加热，加热坯料至1000℃-1100℃，保温后出炉；

步骤二：锻造，步骤一中加热好的坯料在压力机上镦饼、冲孔，加工成预定尺寸的带孔环形坯料；

步骤三：扩孔，将步骤二中加工好的带孔环形坯料再次加热至1000℃-1100℃，保温后出炉，进行马架扩孔，使带孔环形坯料的高度不变，内外径均增大；

步骤四：芯轴拔长，对步骤三中加工好的坯料进行芯轴拔长；

步骤五：局部轧环，对步骤四中获得的坯料采用分段异形模具进行分段局部分段轧制，在异形主辊和异形芯辊的轧制作用下，与分段异形模具相接触部分的环件的内外径均增大；

步骤六：加热，将步骤五中已轧制的部分涂抹保温涂层及保温棉，并将环件整体加热至预定温度，并保温；

步骤七：整体轧环，采用直壁模具对步骤六中获得的坯料进行整体轧制，在轧制的初始阶段，所述直壁主辊的辊面与已轧制部分的环件的外壁相接触，并以其为基准面，所述直壁芯辊的辊面与未轧制部分环件的内壁相接触，并沿所述基准面方向对未轧制部分的环件进行轧制，直至将环件整体轧制至预定尺寸；

步骤八：轧环结束后，将环件空冷至室温；

步骤九：对环件进行固溶热处理；