[发明专利]一种基于镍基高温合金的航空压气机叶片的锻造工艺

说明书

本发明提供了一种基于镍基高温合金的航空压气机叶片的锻造工艺，其能解决现有镍基高温合金叶片锻造工艺为普通模锻工艺，需要通过机加工去除叶身型面上的机加余量，不仅加工困难，而且会破坏金属流线的连续性和成品叶片的表面完整性，降低成品叶片的力学性能的问题。其包括下料、表面清理、喷涂玻璃润滑剂、棒料加热、挤压、表面清理、浸涂玻璃润滑剂、预锻加热、预锻、表面清理、切边、喷涂玻璃润滑剂、终锻加热、终锻、表面清理、切边、振动光饰、固溶处理、扭弯校正、酸腐蚀、时效处理、振动光饰、终检。

技术领域

本发明涉及叶片的锻造加工领域，具体为一种基于镍基高温合金的航空压气机叶片的锻造工艺。

背景技术

为了满足发动机高性能、高安全性、高可靠性以及长寿命的要求，航空压气机高压转子叶片必须具有优良的冶金性能、精确的尺寸、优秀的表面完整性，因此压气机叶片制造技术属于制造业中极其复杂的技术之一。

压气机高压转子叶片多采用镍基高温合金（Inconel718）制成，该合金是以体心四方的γ”和面心立方的γ’相沉淀强化的镍基高温合金材料，在-253℃~700℃的温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能和长期组织稳定性等特性，因此该合金在航空发动机叶片制造领域得到了大量应用。镍基高温合金材料还具有另一特点是其组织对热加工工艺特别敏感。因此镍基高温合金材料在目前的锻造工艺中，锻造的锻件产品容易出现粗晶/混晶等组织缺陷。

公开号为CN107598068A的发明专利申请公开了一种基于镍基高温合金的航空发动机叶片锻造工艺，其工艺步骤为下料、涂润滑剂、顶锻加热、顶锻、清理、涂润滑剂、终锻加热、终锻、切边、校正加热、校正、清理、热处理、终检。该锻造工艺锻造的发动机叶片晶粒细小均匀，克服了镍基高温合金材料在锻造过程中易出现粗晶/混晶的现象，叶片锻件外形完整、无裂纹、折叠等缺陷，机加余量、力学性能、金相组织满足设计要求。但是，该锻造工艺属于普通模锻工艺，其叶片锻件还留有满足设计要求的机加余量，必须通过机加工去除，对于叶身型面来说，通过机加去除余量不仅加工困难，而且会破坏金属流线的连续性和成品叶片的表面完整性，进而降低成品叶片的力学性能。

发明内容

针对现有镍基高温合金叶片锻造工艺为普通模锻工艺，需要通过机加工去除叶身型面上的机加余量，不仅加工困难，而且会破坏金属流线的连续性和成品叶片的表面完整性，降低成品叶片的力学性能的技术问题，本发明提供了一种基于镍基高温合金的航空压气机叶片的锻造工艺，其能实现镍基高温合金叶片的精密锻造成型，使叶片锻件的叶型尺寸直接达到成品尺寸，无需再机械加工，保留金属流线的连续性，提高力学性能，表面完整性和金相组织满足设计要求。

其技术方案是这样的：一种基于镍基高温合金的航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1、下料，镍基高温合金棒料直径规格根据所需零件尺寸要求下料，棒料直径公差控制在±0.1mm以内，棒料重量控制在±2g以内；

步骤2、表面清理，去除棒料表面的污物及表面缺陷；

步骤3、喷涂玻璃润滑剂，采用喷涂工艺将步骤2中的棒料表面喷涂玻璃润滑剂；

步骤4、棒料加热，将步骤3中的棒料装炉进行加热，装炉时的炉温为1050℃±10℃，保温至棒料受热均匀；

步骤5、挤压，挤压比在7以内，将步骤4中的棒料快速从炉膛中取出放入挤压阴模内并迅速打击获得挤压件，待挤压件冷却后测量其杆部尺寸和头部高度，检查表面质量无缺陷；

步骤6、表面清理，清除干净挤压件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮；

步骤7、浸涂玻璃润滑剂，采用浸涂工艺将步骤6中的挤压件表面涂覆玻璃润滑剂；