[发明专利]一种基于不锈钢材料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不锈钢材料的航空压气机叶片的锻造工艺，其能解决现有不锈钢航空发动机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、预锻加热、预锻、表面清理、终锻加热、终锻、表面清理、切边、振动光饰、扭弯校正、碱洗、热处理、振动光饰、终检。

技术领域

本发明涉及叶片的锻造加工领域，具体为一种基于不锈钢材料的航空压气机叶片的锻造工艺。

背景技术

现代不锈钢材料是指拥有高性能抗腐蚀性的合金材料。其材料内主要含铁、碳、稀有金属等材料，应用于条件恶劣的环境中，展现了较强的抗腐蚀性、成形性、环境相容性、高强度、高韧性等特点，在我国的军事工业、轻工业和航空航天等领域应用广泛。不锈钢材料的优点具体表现为：1）耐腐蚀性，这是不锈钢材料最为显著的性能，由于材料内部添加铬元素进行优化，其材料的抗腐蚀性能较强，能够阻隔环境氧气和材料的氧化反应，从而保护材料强度不受影响；2）材料耐热性较强，不锈钢材料的制备工艺包含了合金熔炼和精炼过程，精炼后钢胚经过锻打工艺，成型之后要进行特殊地处理；3）机械性能良好，这也是衡量不锈钢材料质量的重要指标，不锈钢材料具有较强的机械硬度和抗疲劳性能，对于冲击和应力破裂的抵抗能力较强，其材料焊接性能和加工性能适用于不同的工作环境；4）不锈钢材料的生命周期成本较低，其使用寿命较长，对于大规模的钢架工程而言，其相对投资成本较少；不锈钢材料的性价比较高，可以进行完全性回收利用，大大降低了材料成本。

压气机叶片作为航空发动机的关键零件之一，其结构复杂、精度高、加工工艺复杂、数量多，一般来说，叶片的加工工作量占整台发动机加工工作量的30%~40%。压气机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。

目前，不锈钢航空发动机叶片的制造大多采用普通模锻工艺，锻造后的叶片锻件留有机加余量，需通过机加工去除后得到成品叶片。对于叶片锻件的叶身型面来说，由于型面复杂，通过机加去除余量不仅叶型容易变形，而且手工抛光型面也无法满足叶片设计公差要求，产品合格率和一致性较差，且机械加工型面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

针对现有不锈钢航空发动机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不锈钢材料的航空压气机叶片的锻造工艺，其能实现不锈钢航空发动机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：一种基于不锈钢材料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，不锈钢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1000℃~1150℃，保温至棒料受热均匀；

步骤5、挤压，将步骤4中的棒料快速从炉膛中取出放入挤压模具下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，提高表面粗糙度；