一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺.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CN106363363A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610995643.3(22)申请日2016.11.12(71)申请人湘潭大学地址411101湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘(72)发明人肖良红马帅李建文李晓东郑文樊星(74)专利代理机构湘潭市汇智专利事务所(普通合伙)43108代理人陈明辉(51)Int.Cl.B23P15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺(57)摘要本发明公开了一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，包括如下步骤：1）根据钢质叶轮的尺寸制造半固态触变锻造成形模具；2）切割下料；3）将已精确下料的坯料放入炉温为始锻温度的加热炉中加热保温；4）对坯料进行轴向镦粗，镦粗后再将坯料拔长；5）按指定次数重复步骤4）；6）再将坯料加热至钢的半固态温度1250℃~1450℃，并保温一段时间，获得钢质叶轮触变锻造成形的半固态坯料；7）将半固态坯料在模具中进行锻造成形。本发明为钢质叶轮类高熔点合金薄壁复杂零件的近终成形：与精密锻造相比，成形压力小，易于流动充填模具；与铸造相比，成形温度低，产品组织性能好；与机加工-焊接相比，材料利用率和生产效率高，产品精度和组织性能好。CN106363363ACN106363363A权利要求书1/1页1.一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，包括如下步骤：1）根据钢质叶轮的尺寸，进行半固态触变锻造成形模具设计，并采用H13热作模具钢制作钢质叶轮的半固态触变锻造成形模具；2）根据钢质叶轮的形状尺寸及质量，对工业用钢棒坯料或铸锭进行精确切割下料；3）将已精确下料的坯料放入已加热到始锻温度的加热炉中并保温，保温时间为：t=0.5D~0.7D，单位为min，D为坯料最大截面的尺寸，单位为mm；4）将坯料夹持到锻造设备上进行轴向镦粗，镦粗后再将坯料拔长；5）在锻造温度范围内，按指定次数重复步骤4）；6）将镦拔后的坯料加热至钢的半固态温度区间，保温一段时间，进行半固态等温处理；7）将步骤6）制备好的半固态坯料夹持到已预热的钢质叶轮半固态触变锻造成形模具上，在锻造设备提供的压力下，进行钢质叶轮的半固态触变锻造成形。2.根据权利要求1所述的钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，步骤2）中，所得坯料的质量大于钢质叶轮的质量。3.根据权利要求1所述的钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，步骤3）中，始锻温度为1100℃~1200℃。4.根据权利要求1所述的钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，步骤4）中，镦粗和拔长的变形量不小于35%。5.根据权利要求1所述的钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，步骤6）中，高温电阻炉内的温度为1250℃~1400℃。6.根据权利要求1所述的钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，步骤7）中，钢质叶轮锻造模具的预热温度为300℃~400℃。2CN106363363A说明书1/4页一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺技术领域[0001]本发明涉及一种钢质叶轮的成形工艺，尤其是涉及一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺。背景技术[0002]金属半固态成形主要有半固态流变成形和半固态触变成形两种工艺路线。其中半固态流变成形有流变铸造、流变轧制，流变挤压等；半固态触变成形有触变压铸，触变模锻，触变挤压等。[0003]半固态模锻是将已制备好的固相分数在50%左右的非枝晶半固态坯料,,在锻造设备的作用下,在锻模中进行以压缩变形为主的模锻成形,来生产所要求形状和性能的制品。形。对于少、无机械加工的黑色金属模锻件，实现其近终成形,采用半固态模锻工艺生产具有巨大的优势。同时，对于一些传统锻造工艺无法成形的形状复杂锻件，而采用半固态模锻工艺可以在较低的成形压力下生产出来。[0004]钢质叶轮是一种薄壁复杂曲面零件，由于其具有良好的耐磨性能，已广泛应用于工业水泵、通风管道等装备上，其传统制造方法是通过普通铸造或焊接而成。普通铸造的钢质叶轮不仅内部缩孔和疏松多、晶粒粗大不均匀，组织性能差，而且收缩大，精度低；将冲压成形的叶片焊接在轮毂上制造的钢质叶轮，制造效率低，焊接精度和焊缝的组织性能差。为了提高钢质叶轮的生产效率、制造精度和内部组织性能，采用固体坯料精密锻造难以流动成形（叶片薄），采用普通精密铸造技术加工难以保证其内部组织性能。发明内容[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，该工艺可以在较低的压力下锻造出形状复杂，叶片薄的，综合性能好的钢质叶轮。[0006]一种钢质叶轮半固态触变锻造成形工艺，包括如下步骤：1）根据钢质叶轮的尺寸，进行半固态触变锻造成形模具设计，并采用H13热作模具钢制作钢质叶轮的半固态触变锻造成形模具；2）根据钢质