一种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法.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CN107282670A(43)申请公布日2017.10.24(21)申请号201710342072.8(22)申请日2017.05.16(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区北京81信箱(72)发明人杨大伟李伟林莺莺(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人陈宏林(51)Int.Cl.B21C23/14(2006.01)B21C25/02(2006.01)B21C31/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法(57)摘要本发明是一种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，实施例提供了一种涡轮盘用难变形高温合金铸锭的挤压开坯方法。该方法包括：(1)设计制造带锥度的挤压模具，(2)将难变形高温合金铸锭坯料加热，用压力机压入挤压模具中，完成第一道次挤压；(3)将中挤压后的坯料重新加热，上细下粗放置再次压入模具中，完成下一道次挤压；(4)重复上述(3)的操作，完成正反向多道次挤压，得到挤压件。该挤压开坯工艺设备吨位要求低，原材料利用率高，所得挤压件外观完整，截面较坯料不减小，晶粒组织细小均匀及性能提升显著。CN107282670ACN107282670A权利要求书1/1页1.一种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，所述高温合金为变形高温合金，进行热、冷变形加工的工作温度范围-253～1320℃，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、制造挤压模具，该挤压模具为一个筒状结构，挤压模具的内腔(1)沿中心线(2)的截面为梯形；步骤二、将高温合金铸锭加热，用压力机压板(5)压入已加热的挤压模具中，完成第一道次挤压后将坯料(6)从挤压模具中顶出，空冷至室温；步骤三、将步骤二挤压后的坯料(6)重新加热后，将坯料(6)的粗端沿挤压模具的中心线(2)向下放入挤压模具的内腔(1)中，用压力机压板(5)从坯料(6)的粗端将坯料(6)再次压入挤压模具中，完成下一道次挤压；步骤四、重复步骤三的操作，完成对坯料(6)正反向的多道次挤压；步骤五、将步骤四完成挤压的坯料(6)进行镦粗整形，得到圆柱形挤压件。2.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：挤压模具的内腔(1)沿中心线(2)的梯形截面的侧边(3)与中心线(2)之间的夹角为15°～20°。3.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：在挤压模具的内腔(1)的上端大开口的边缘上设置有对坯料(6)挤压入挤压模具时起定位作用的环状垂直的导向凸台(4)。4.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：在挤压前对高温合金铸锭和坯料(6)的整体表面涂覆高温合金润滑剂，高温合金铸锭和坯料(6)入炉加热前用厚度为2～3mm石棉包裹。5.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：在挤压前对高温合金铸锭和坯料(6)的加热温度为1100～1150℃，保温时间为2min/mm，转移时间不超过10s。6.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：挤压模具的加热温度为800～900℃，保温时间为2min/mm，转移时间不超过10s。7.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：对挤压、冷却后的坯料(6)表面进行吹砂打磨，然后进行下一道次挤压。8.根据权利要求1所述的涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，其特征在于：制造挤压模具的材料为K3合金。2CN107282670A说明书1/3页一种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法技术领域[0001]本发明是种涡轮盘高温合金铸锭的挤压开坯方法，属于涡轮盘制备技术领域。背景技术[0002]涡轮盘是航空发动机具有关键特性的核心部件。它的冶金、制造质量和性能水平，对于发动机和飞机的可靠性、安全寿命和性能的提高具有决定性影响。高性能涡轮盘用先进高温合金坯件的制备，是先进发动机研制和生产的重要环节。先进高温合金的坯件，首先必须是纯洁的、均匀的和细晶组织的。因为只有研制出这样的坯件，并在先进涡轮盘锻压技术和热处理工艺的配合下，才能保证涡轮盘的完整性和可靠性、盘件组织的均匀性、高的使用性能和最小的性能分散性。在此基础上，才能在批量生产的条件下实现盘件质量的稳定性。目前，世界上能够制备高性能涡轮盘用先进高温合金坯件的工艺有三种：先进的变形(即改进的铸锭+锻压)工艺(C/W)、粉末冶金工艺(P/W)和喷射成形工艺(SF)。高温合金喷射成形涡轮盘坯尽管有了很大的研究进展，但欲实现其型号应用还须进行深入研究，使其工艺与质量更加稳定。[0003]在先进高温合金涡轮盘制造工艺中，无论是改进的铸锻工艺还是粉末冶金工艺，