[发明专利]一种双级盘及其制造方法

说明书

本发明公开了一种双级盘及其制造方法，所述双级盘包括上级叶盘和下级叶盘，所述双级盘的制造方法包括：S1、通过模具对钛合金棒材进行预锻，得到预锻件；S2、通过模具对预锻件进行模锻，得到模锻件；S3、对模锻件中位于上级叶盘部分和下级叶盘部分之间的区域进行切除，切除至靠近上级叶盘和下级叶盘连接处的区域，切除后得到一体件；S4、对一体件进行热处理；S5、对完成热处理后的一体件进行机加工。整体锻造，减少工序的同时，降低成本与生产周期，同时防止因焊接残余应力造成的机加变形、焊缝处性能降低，组织差异等问题。在不改变盘件性能的情况下，降低制造成本与周期，同时规避惯性摩擦技术与螺栓连接技术带来的缺点。

技术领域

本发明提供一种双级盘及其制造方法。

背景技术

大客发动机是典型的大涵道比风扇发动机，其研制是为了满足我国的民用大飞机的动力需求。与大运发动机相比，大客发动机具有更长寿命，更高可靠性与低成本性的要求，高压压气机盘是大客发动机的关键冷端部件之一，按适航要求应满足在全衰退同时满足达到红线温度和红线转速状态下可安全使用。

对于商业发动机，在低温下应力急速上升，高应力和温度转变交互作用，使保载现象较为严重。为了实现提高疲劳寿命及可靠性，大客发动机高压压气机各个盘件使用焊接或螺栓连接，各个盘件之间的螺栓连接方式会增加连接处的微动磨损，降低盘体的使用寿命。单级压气机盘件的主要锻造工艺为下料-墩饼-模锻-热处理-机加-探伤。而由于钛合金焊接性能中接头裂纹扩展性能较母材相差较多，冲击性能仅为母材1/2，合金焊接会存在热影响区域断裂韧性较差，裂纹拓展加速等问题，不能满足设计要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中盘件之间螺纹连接会降低使用寿命，盘件之间焊接的断裂韧性差的缺陷，提供一种双级盘的制造方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种双级盘的制造方法，所述双级盘包括上级叶盘和下级叶盘，所述双级盘的制造方法包括：

S1、通过模具对钛合金棒材进行预锻，得到预锻件；

S2、通过模具对预锻件进行模锻，得到模锻件；

S3、对模锻件中位于上级叶盘部分和下级叶盘部分之间的区域进行切除，切除至靠近上级叶盘和下级叶盘连接处的区域，切除后得到一体件；

S4、对一体件进行热处理；

S5、对完成热处理后的一体件进行机加工。

本技术方案中，双级盘整体锻造，减少工序的同时，降低成本与生产周期，同时防止因焊接残余应力造成的机加变形、焊缝处性能降低，组织差异等问题。预锻和模锻使得体积较大的一体件变形均匀，最大应变与最高温度控制良好，降低形成再结晶组织风险。而对锻造获得的一体件进行局部切除的方式，提高后续热处理时，上级叶盘和下级叶盘连接处的材料性能，因此，这种整体锻造方案能够在不改变盘件性能的情况下，降低制造成本与周期，同时规避惯性摩擦与螺栓连接带来的缺点。

较佳地，在步骤S3中，切除深度为探伤探头可伸入及探测的深度。

本技术方案中，将模锻件机加工成为特定形状，在不影响无损检测的同时，使盘体淬透，保证双级盘模锻件芯部的性能。

较佳地，所述双级盘包括叶盘级间鼓筒，在步骤S3中，在对模锻件进行切除时，对模锻件中位于所述叶盘级间鼓筒部分处，沿自芯部至轮缘、以及自轮缘至芯部的两个方向进行掏空。

本技术方案中，将模锻件沿叶盘级间鼓筒切除，使得模锻件能够得到淬透，同时也不会影响探伤探头伸入叶盘级间鼓筒探测。

较佳地，在步骤S4中，对一体件进行热处理包括依次进行的固溶处理和时效处理。