[发明专利]GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法

说明书

本发明涉及GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法，属于材料成型及控制技术领域。GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法，步骤为：a、准备：锻件设计单边余量9‑12mm；一次模锻过程棒料在模具型腔中的最小变形量在50％以上；棒料在常温下依次包覆涂有石墨的纤维布、硅酸铝保温棉和金属层；采用四段升温预热棒料；模芯预热至500‑650℃，模套预热至300‑400℃；模具准备好后，下模型腔依次铺盖涂石墨的纤维布和硅酸铝保温棉，将预热后的棒料放在模具型腔中，棒料上表面盖上涂有石墨的纤维布；b、锻造：压机在接触棒料后，锻造成形。本发明方法，锻件直接从棒料到模锻一火成型，缩短50％以上的锻造工序。

技术领域

本发明涉及材料成型及控制技术领域，主要涉及GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法。

背景技术

GH4720Li高温合金是一种高强度、耐腐蚀和时效强化的镍基高温合金，该合金的合金化程度非常高，主要强化相γ’的形成元素Al和Ti含量之和高达7.5％，服役状态下γ’相的体积分数高达40％～50％，居变形高温合金之首，属于典型的难变形高温合金，该合金锻造过程中始锻温度和终锻温度之间的窗口只有50℃，锻造窗口温度狭窄，变形抗力大且塑性差，极易开裂。高温合金锻件通常的制备工艺为镦饼、加工定位孔和模锻，该工序周期长，且镦饼过程中存在不均匀变形，这种不均匀的组织对后续的模锻组织均匀性会产生影响，往往需要采用机械加工的方式去除不均匀组织，因此本发明旨在结合GH4720Li高温合金高温下的流变特点以及锻件结构形式，通过多种方式的综合应用来实现锻件的快速成型。

发明内容

针对现在GH4720Li高温合金锻件的制备工艺流程长的问题，本发明解决的第一个技术问题是提供一种GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法。

GH4720Li高温合金锻件快速成型的方法，包括以下步骤：

a、准备工作：

①设计锻件：锻件设计单边余量为9～12mm；

②棒料规格的选择：保证一次模锻过程中，棒料在模具型腔中的最小变形量在50％以上；

③棒料的包套方式：首先，棒料在常温状态下包覆一块涂有石墨的纤维布，然后在纤维布外表面包裹一块硅酸铝保温棉，再在硅酸铝保温棉外表面用金属板封装固定；

④棒料预热：采用四段升温：将棒料升温至450～550℃下加热1～1.5h；再按照100～200℃/h的升温速率升温至750～850℃保温2.5～3.5h；再按50～150℃/h的升温速率升温至950～1050℃保温2.5～3.5h；然后再按照50～60℃/h的升温速率升温至1100～1140℃保温9.5～10.5h；得到预热后的棒料；

⑤模具的处理：模具使用组合模，模芯和模套分开预热，其中模芯预热至500～650℃，模套预热至300～400℃，在棒料出炉生产前30min内进行模具热装配；

模具准备好后，在下模型腔铺盖一层涂有石墨的纤维布，然后再盖上硅酸铝保温棉，将预热后的棒料放置在模具型腔中后，在棒料上表面盖一张涂有石墨的纤维布；

b、锻造：压机在接触棒料后，按照10～20mm/s的速度匀速锻造成形；

其中，所述涂有石墨的纤维布上，纤维布正反两面均涂有石墨，单面石墨厚度为0.1～0.4mm，纤维布厚度≤0.5mm；硅酸铝保温棉厚度为4～10mm；金属板厚度≤1mm。

在一种实施方式中，步骤a中，锻件设计单边余量为10mm。

在一种实施方式中，步骤a，涂有石墨的纤维布，其正反两面的石墨厚度均为0.2mm；纤维布厚度为0.3mm；硅酸铝保温棉为5mm；金属板厚度为0.8mm。