[发明专利]TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法

权利要求书

1.一种TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：根据大型盘轴锻件的外形对盘端模具的上、下模具进行设计，选取1/2盘端上表面作为轮廓，铅垂线6°作为自转轴对上模进行设计，分模面选在盘件上表面，模具材料选择5CrNiMo，顶出孔的位置为下模具下端中心处，大小为φ400mm，盘端模具下模的拔模斜度选择为0.5°，上、下模具合模后的间隙为0.3mm，采用大型盘轴锻件的轴端作为定位台，通过有限元软件对轴向闭式辗压过程进行数值模拟分析，确定大型盘轴锻件毛坯的尺寸为φ150×2000mm，根据所得出的数据对盘端模具型腔进行加工；

第二步：将TC17合金的棒材按锻件的规格、体积进行造型、设计，按等体积原则，将其下料成一次棒材，棒材的尺寸为φ300×540mm，再把棒材加热到1170℃，随炉升温，到温后保温110min；将加热后的棒材置于自由锻设备上，控制径向变形程度为50％，使棒材通过自由锻拔长至150×2000mm；

第三步：把探伤后的TC17合金坯料置于1150℃的加热炉中加热，保温60min，采用天然气喷管对盘端模具进行持续加热，至350℃，采用雾化石墨喷涂盘件模具型腔，盘端模具的上模型腔中喷涂稍少，使得其具有足够的摩擦，大型盘轴锻件的盘端上表面带动盘端模具的上模绕其中心进行转动；提前启动电机，使得盘端模具的下模具有一定的自转角速度，在5s内，使得大型盘轴的下模角速度稳定在0.5～2rad/s，取出坯料，将其置于转动过程中的盘端模具的下模中，初始阶段，提高盘端模具上模的轴向线速度为1mm/s，至盘端模具的上模与大型盘轴锻件盘端的上表面接触，随后，采用设备输出为2～4mm/rad的进给量对坯料进行加载，使得大型盘轴锻件坯料开始阶段迅速变形，盘端成形过程中整体变形程度为坯料高度方向上的50％，当坯料变形完成75％后，采用设备输出为1mm/rad的进给量对坯料加载至高度方向成形，在盘端模具的上模到达下死点后，停止进给，盘端模具的下模提高角速度2rad/s，对大型盘轴锻件的盘端上表面修平，使得周向、径向的金属均匀快速流动，自转持续2-3s，停止转动，取出坯料，完成成形过程；

第四步：对成形后的坯料进行切边，热处理选择调制处理，获得最终的TC17合金大型盘轴锻件。

2.根据权利要求1所述的TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，所述在第一步中采用有限元软件对大型盘轴锻件盘端成形过程进行有限元数值分析，确定对应大型盘轴锻件盘端的高径比、形状，根据所得出的数据对盘端模具型腔进行加工。

3.根据权利要求1所述的TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，所述在第三步中对预热后的盘端模具的模腔喷涂雾化水基石墨。

4.根据权利要求1所述的TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，所述在第三步中大型盘轴锻件盘端高度方向成形后，盘端模具的上模停止进给，增大盘端模具下模的角速度，对环件上表面修平。

5.根据权利要求1所述的TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，所述在第三步中大型盘轴锻件的盘端成形过程中盘端模具的下模角速度为0.5rad/s。

6.根据权利要求1所述的TC17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法，其特征在于，所述在第三步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为2mm/rad的进给量对预制坯进行加载。