一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113458308A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110722553.8C22C38/48(2006.01)(22)申请日2021.06.28C22C38/50(2006.01)C22C38/06(2006.01)(71)申请人北京科技大学C22C38/52(2006.01)地址100083北京市海淀区学院路30号C22C38/44(2006.01)(72)发明人姚志浩姚凯俊董建新C22C38/04(2006.01)(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理C22C38/02(2006.01)有限公司11401C22C38/42(2006.01)代理人朱艳华C22C33/04(2006.01)C22B9/18(2006.01)(51)Int.Cl.C22B9/20(2006.01)B21J5/00(2006.01)B21J5/02(2006.01)B21J5/08(2006.01)B21J1/06(2006.01)B21J13/02(2006.01)B21K29/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法(57)摘要本发明涉及一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法，该方法使用双联熔炼工艺或三联熔炼工艺制备的高温合金铸锭进行均匀化开坯处理，再将获得圆柱坯加热后转移至压力机上镦粗，将镦粗坯加热后转移至预模锻下模具上，对正镦粗坯中心与下模具中心放置，驱动压力机对镦粗坯进行中间部分的预模锻成形；将锻坯回炉加热后转移至终模锻下模具上，对正锻坯中心与下模具中心放置，驱动压力机对锻坯进行边缘部位的终模锻成形，整个转移过程均使用包套保温。通过设计合理的上下模模具形状实现合金定向流动充形模具，确保锻件最终形状尺寸符合精度要求；同时实现对锻件微观组织的精细控制，制造出组织性能优良的合格涡轮盘锻件，具有广泛应用前景。CN113458308ACN113458308A权利要求书1/2页1.一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法，其特征在于，该方法对高温合金铸锭进行均匀化开坯处理，获得合金圆柱坯；将圆柱坯加热后转移至压力机上自由锻造成镦粗坯，将镦粗坯加热后转移至预模锻下模具上，对镦粗坯进行中间部分的预模锻成形；将锻坯回炉加热后转移至终模锻下模具上，再对锻坯进行边缘部位的终模锻成形，得到超大型涡轮盘锻件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1)将使用双联熔炼工艺或三联熔炼工艺制备的高温合金铸锭进行均匀化开坯处理，获得高质量高温合金圆柱坯；S2)将S1)得到的圆柱坯按照一定加热规范加热至锻造温度，然后进行镦粗，镦粗过程为一火次或多火次完成，每火次结束后，需回炉加热至锻造温度；镦粗结束后空冷至室温，得到镦粗坯；S3)将S2)得到的镦粗坯按照一定加热规范加热至锻造温度，然后转移至预模锻下模具上，驱动压力机对镦粗坯进行中间部分的模锻成形；S4)将S3)得到的锻坯回炉加热，然后转移至终模锻下模具上，驱动压力机对锻坯进行边缘部分的模锻成形，得到超大型涡轮盘锻件。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1)中的高温合金铸锭的各个组分的质量百分比为：Ni50.0～55.0，Cr17.0～21.0，Nb5.00～5.50，Ti0.65～1.15，Al0.20～0.80，C0.02～0.06，Co0～1.00，Mo2.80～3.30，Mn≤0.35，Si≤0.35，Cu≤0.35，P≤0.015，S≤0.015，Mg≤0.005，B≤0.005，余量为Fe。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1)中的双联熔炼工艺为真空感应熔炼+真空自耗重溶，或真空感应熔炼+电渣重溶；所述S1)中的三联熔炼工艺为真空感应熔炼+电渣重溶+真空自耗重溶。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2)具体步骤为：S2.1)将S1)得到的圆柱坯加热，加热炉温度控制在700～750℃，加热5～6h，再调节加热炉温度至1030～1050℃，加热10～15h；S2.2)将S2.1)加热后的圆柱坯取出，包覆石棉保温材料，坯料与保温材料之间采用高温粘结剂胶结，保温材料厚度5～10mm，包套后的圆柱坯继续回炉保温4～7h；S2.3)将S2.2)回炉加热后的圆柱坯取出，5min之内转移至自由锻模具上进行自由锻镦粗，模具温度不低于350℃，压下量为圆柱坯原始高度的10％～40％，压下速度为10～20mm/s；S2.4)将S2.3)自由锻镦粗后的镦粗坯取下，清除保温材料；S2.5)若为一火次镦粗，则将S2.4)的镦粗坯空冷至室温；若为多火次镦粗，则继续重复S2.2)～S2.4)过程，再将镦粗坯