一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具的制作方法
一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具的制作方法
【专利摘要】一种盘轴一体零件的锻造方法，包括如下步骤：锯床下料并通过车床进行加工；然后涂润滑剂后加热预锻，之后车毛边后抛丸涂润滑剂，再加热模锻，之后车盘杆交界处，检查模锻质量，如合格则再两火拔杆部至最终尺寸。本发明通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定性。本发明还提供了一种用于上述方法的模具。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种航空发动机零件的锻造加工方法，尤其是一种用于航空发动机涡 轮盘零件的盘轴一体结构的锻造方法，本发明还提供了一种用于上述方法的专用模具。 一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具
【背景技术】
[0002] 在航空发动机中的使用的自由涡轮盘零件，是由高温合金材料（例如镍基高温合 金）锻造而成，其为盘轴一体结构的零件，一般采用压力机挤压，在镦粗盘体的同时挤出杆 部，因此对设备的吨位和精度要求很高，锻件质量控制难度很大，国外对我国实行了技术封 锁，因此目前我国采用这种方法难以保障零件的生产质量稳定。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具， 以减少或避免前面所提到的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件包 括一体成型的一个盘体和一个杆体，所述锻造方法包括如下步骤：
[0005] 在锯床上对棒材下坯料，并用车床将所述坯料车出一个端轴部，并在所述坯料两 端面车R5倒角，所述端轴部与所述坯料本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部；
[0006] 在所述坯料上喷涂润滑剂，并对所述坯料进行加热；
[0007] 在1600T锻造压力机上提供成套的均为阴模的第一上模和第一下模，所述第一上 模包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面 凸出部，所述第一下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的 第二锥台型腔，所述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔， 所述第三锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，将所述坯料放入所述第一 下模，在所述第一上模和所述第一下模之间放置两个垫环，通过所述锻造压力机对所述第 一上模施加压力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之间被锻造变形，每施加 一次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料共受到三次锻造变形，形成初锻件；
[0008] 对所述初锻件进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶处车平 滑；
[0009] 在所述初锻件表面喷涂0. 1-0. 3mm的玻璃润滑剂，然后在所述初锻件的与水平方 向成35度倾斜角的第三锥台部及其两端的过渡部再次喷涂玻璃润滑剂，使得所述第三锥 台部及其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到〇. 4-0. 5mm，对所述初锻件进行加热；
[0010] 在所述1600T锻造压力机上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模为阳 模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具 有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与 垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二下模为阴模，所述第二下模设置有与所 述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设 置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方 向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第 十型腔，在所述第二下模内涂抹形成〇. 1-0. 2mm的石墨润滑剂层，然后在所述第八锥台型 腔及其与所述第九锥台型腔连接部再次涂抹石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔及其与所述 第九锥台型腔连接部的石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件放入 所述第二下模，通过所述锻造压力机对所述第二上模施加压力，对所述初锻件一次模锻成 型，形成模锻件；
[0011] 对所述模锻件进行风冷，然后车所述模锻件的与水平方向成35度倾斜角的锥台 部及其与轴部的连接处，并检查是否有缺陷；
[0012] 如所述模锻件无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所述 盘轴一体零件的锻造。
[0013] 本发明还提供了一种用于上述方法的模具，其用于在锻造所述盘轴一体零件过程 中进行成型，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，所述模具包括成套的均为阴 模的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一个与垂直 方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸出部，所述第一 下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔，所 述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所述第三锥台型 腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之间设置 有可拆卸的两个垫环，所述第二上模为阳模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度 倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型 腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第 二下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的 第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔， 所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型 腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔。
[0014] 本发明针对航空发动机中使用的自由涡轮盘这种盘轴一体零件国内缺乏专用设 备进行锻造加工的问题，通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻 成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避 了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综 合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定 性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0016] 图1显示的是一种根据本发明的一个具体实施例的方法所锻造的盘轴一体零件 的结构不意图；
[0017] 图2显示的是加工图1所示的零件所截取的述料的结构示意图；
[0018] 图3显示的是图2所示的述料通过车床加工后的结构示意图；
[0019] 图4显示的是用于对图3中的坯料进行加工的第一上模和第一下模的结构示意 图；
[0020] 图5显示的是由图3所示的坯料锻造加工出的初锻件的结构示意图；
[0021] 图6显示的是用于对图5所示的初锻件进行加工的第二上模和第二下模的结构示 意图；
[0022] 图7显示的是由图5所示的初锻件加工出的模锻件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发 明的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0024] 正如【背景技术】部分所述的那样，针对我国缺乏加工盘轴一体零件的专用设备和技 术，从而难以保障零件的生产质量稳定的问题，本发明针对性的提供了一种盘轴一体零件 的锻造方法，其实质是利用现有设备通过模锻成形盘体，然后采用自由锻拔长杆部，本发明 针对性的设计模锻模具，从而有效的控制了材料变形程度和规避了变形死区；此外，还采用 针对性的喷涂润滑方式，从而有效的控制了锻件表面质量及内部组织，由此获得综合机械 性能良好的锻件，保障零件的生产质量稳定。
[0025] 图1显示的是一种根据本发明的一个具体实施例的方法所锻造的盘轴一体零件 的结构示意图；图2显示的是加工图1所示的零件所截取的述料的结构示意图；图3显示的 是图2所示的坯料通过车床加工后的结构示意图；图4显示的是用于对图3中的坯料进行 加工的第一上模和第一下模的结构示意图；图5显示的是由图3所示的坯料锻造加工出的 初锻件的结构示意图；图6显示的是用于对图5所示的初锻件进行加工的第二上模和第二 下模的结构示意图；图7显示的是由图5所示的初锻件加工出的模锻件的结构示意图。
[0026] 参见图1-7所示，为了生产出质量稳定的如图1所示的盘轴一体零件，本发明提供 了一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件1包括一体成型的一个盘体11和一个杆体12， 所述锻造方法包括如下步骤：
[0027] 首先在锯床上对棒材下坯料2,参见图2所示，所述坯料2为棒状结构，并用车床将 所述坯料2车出一个端轴部21，并在所述坯料两端面车R5倒角，所述端轴部21与所述坯料 2本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部22 ;
[0028] 所述端轴部21的直径比所述坯料2本体部的直径小，这样可以便于后继通过锻造 所述坯料2本体部来形成所述盘体11，所述锥台过渡部22能够在锻造过程中控制金属材料 的变形程度和规避变形死区，5度的倾斜角为发明人经过多次试验选取的能够较好的控制 锻件表面质量及内部组织的参数。
[0029] 之后，在所述坯料1上喷涂润滑剂，并对所述坯料1进行加热；
[0030] 喷涂润滑剂可以有效的控制锻件表面质量及内部组织，例如，对于镍基高温合金， 可喷涂标号为GDS-17-1的润滑剂，并将所述坯料1放在电炉有效加热区域内进行加热，预 热温度800± 10°C，保温95-155min，然后随炉升温至970± 10°C，保温57-117min，
[0031] 然后，在1600T锻造压力机（图中未示出）上提供成套的均为阴模的第一上模31 和第一下模32,参见图4所示，所述第一上模31包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一 锥台型腔311，所述第一上模311顶部设置有一个球面凸出部312,所述第一下模32设置有 一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔321，所述第二 锥台型腔321下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔322,所述第三锥台型 腔322下方设置有用于容纳所述端轴部21的第四型腔323,将所述坯料2放入所述第一下 模32,在所述第一上模31和所述第一下模32之间放置两个垫环（图中未示出），通过所述 锻造压力机对所述第一上模施31加压力，使得所述坯料2在所述第一上模31和所述第一 下模32之间被锻造变形，每施加一次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料2共受到三次锻造 变形，形成初锻件4 ;参见图5所示。
[0032] 本发明通过设计第一上模31和第一下模32用于对所述坯料1进行第一次模锻加 工，从而形成具有盘状胚形的初锻件4,所述第一上模31和第一下模32的型腔的深度和直 径尺寸根据要加工的盘轴一体零件1的尺寸不同而不同，但是，各个型腔的倾斜角度为发 明人通过多次试验选取的能够较好的控制锻件表面质量及内部组织的参数，且各个锥台型 腔还能够有效的在锻造过程中控制金属材料的变形程度和规避变形死区。
[0033] 所述球面凸出部312用于对所述初锻件4形成一个球面凹陷部42,这样，在后继对 所述初锻件4进行模锻形成盘体过程中，所述球面凹陷部42可以给材料的膨胀变形预留出 空间，从而保障后继模锻过程材料的变形程度及锻件的表面质量和内部组织。
[0034] 所述垫环仅仅用于控制模锻过程中的所述第一上模31的行程，因此，其结构为中 空环状，其中空部让开所述第一上模31和所述第一下模32的型腔即可，所述垫环厚度可以 是15-20mm，实际加工过程中，根据所述盘轴一体零件1的尺寸和所述坯料2的尺寸，可以使 用多个所述垫环，这样可以使得每次坯料的模锻变形行程均为固定值，从而可以方便的控 制锻件表面质量及内部组织。
[0035] 然后，对所述初锻件4进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶 处41车平滑；对初锻件4进行抛丸处理可使其表面光滑，从而便于后继模锻操作，由于所述 初锻件4是由所述第一上模31和所述第一下模32共同锻造而成，因此在所述第一上模31 和所述第一下模32的分模处不可避免的会有凸出部，因此需要在进行后继锻造操作前将 这些凸出部车平滑，避免后继模锻过程中影响材料的表面质量和变形。
[0036] 然后，参见图5所示，在所述初锻件4表面喷涂0. l_0.3mm的玻璃润滑剂，然后在 所述初锻件的与水平方向成35度倾斜角的第三锥台部41及其两端的过渡部再次喷涂玻璃 润滑剂，使得所述第三锥台部41及其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到0. 4-0. 5mm，对 所述初锻件进行加热；
[0037] 例如，对于镍基高温合金，可预热温度800±10°C，保温90_150min，然后随炉升温 至970± 10°C，保温54-114min，之后模锻一锤成型。
[0038] 由于后继模锻加工会对所述初锻件4的杆部进行一定的伸长操作，因此，需要在 所述第三锥台部41及其两端的过渡部多喷涂一遍玻璃润滑剂，使玻璃润滑剂厚度达到 0. 4-0. 5_，从而在所述初锻件4的杆部的延伸过程中保障材料表面能够有足够的玻璃润 滑剂存在，避免锻件表面质量及内部组织出现问题。
[0039] 然后，参见图6所示，在所述1600T锻造压力机（图中未示出）上提供成套的第 二上模51和第二下模52,所述第二上模51为阳模，所述第二上模51设置有一个与垂直方 向成3度倾斜角的锥台凸出部511，所述锥台凸出部511具有一个与水平方向成10度倾斜 角的第五锥台型腔512,所述第五锥台型腔512顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角 的第六锥台型腔513,所述第二下模52为阴模，所述第二下模52设置有与所述锥台凸出部 511对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔521，所述第七锥台型腔521下方设置 有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔522,所述第八锥台型腔522下方设置有与垂 直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔523,所述第九锥台型腔523下方设置有用于容纳所述 端轴部的第十型腔524,在所述第二上模51和第二下模52内涂抹形成0. 1-0. 2mm的石墨润 滑剂层，然后在所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部再次涂抹石墨 润滑剂，使所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部的石墨润滑剂层的 厚度达到0. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件4放入所述第二下模52,通过所述锻造压力机 对所述第二上模51施加压力，对所述初锻件4 一次模锻成型，形成模锻件6 ;
[0040] 本发明通过设计第二上模51和第二下模52用于对所述初锻件4进行第二次模锻 加工，从而形成所述盘体11，并为后继拔杆操作形成足够的杆体，所述第二上模51和第二 下模52的型腔的深度和直径尺寸根据要加工的盘轴一体零件1的尺寸不同而不同，但是， 各个型腔的倾斜角度为发明人通过多次试验选取的能够较好的控制锻件表面质量及内部 组织的参数，且各个锥台型腔还能够有效的在锻造过程中控制金属材料的变形程度和规避 变形死区。
[0041] 所述第五锥台型腔512和第六锥台型腔513用于在形成盘体过程中给材料的膨胀 变形预留出空间，从而保障模锻过程材料的变形程度及锻件的表面质量和内部组织。
[0042] 由于在对所述初锻件4进行第二次模锻加工过程中会对所述初锻件4的杆部进行 一定的伸长操作，因此，需要在所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部 多涂抹一次石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部的 石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4_，从而可在所述初锻件4的杆部的延伸过程中保障材 料表面能够有足够的玻璃润滑剂存在，避免锻件表面质量及内部组织出现问题。
[0043] 然后，对所述模锻件6进行风冷，然后车所述模锻件6的与水平方向成35度倾斜 角的锥台部61及其与轴部62的连接处，并检查是否有缺陷；
[0044] 如所述模锻件6无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所 述盘轴一体零件1的锻造。通过前述两步模锻操作，所述盘轴一体零件1的盘体11已加工 成型，因此只需对所述模锻件6的所述轴部62进行拔杆操作，即可加工出所述杆体12,在对 所述模锻件6进行拔杆加工时，可采用自由锻方式，由操作者手工对所述轴部62进行两火 锻造，从而加工出所述杆体12,至此即可完成所述盘轴一体零件1的锻造加工。
[0045] 在自由锻拔杆过程中，对于镍基高温合金，自由锻的加热参数可选择为预热温度 800± 10°C，保温 90-150min，然后随炉升温至 960± 10°C，保温 27-87min。
[0046] 如所述模锻件6有缺陷，则该模锻件6报废。
[0047] 本发明还提供了一种用于上述方法的模具，其用于在锻造所述盘轴一体零件1过 程中进行成型，所述零件1包括一体成型的一个盘体11和一个杆体12,所述模具包括成套 的均为阴模的第一上模31和第一下模32以及成套的第二上模51和第二下模52,所述第一 上模31包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔311，所述第一上模31顶部设置 有一个球面凸出部312,所述第一下模32设置有一个与所述第一锥台型腔311对应的与垂 直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔321，所述第二锥台型腔321下方设置有与水平方向 成35度倾斜角的第三锥台型腔322,所述第三锥台型腔322下方设置有用于容纳所述端轴 部的第四型腔323,在所述第一上模31和所述第一下模32之间设置有可拆卸的两个垫环， 所述第二上模51为阳模，所述第二上模51设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸 出部511，所述锥台凸出部511具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔512,所 述第五锥台型腔512顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔513,所述 第二下模52为阴模，所述第二下模52设置有与所述锥台凸出部511对应的与垂直方向成 3度倾斜角的第七锥台型腔521，所述第七锥台型腔521下方设置有与水平方向成35度倾 斜角的第八锥台型腔522,所述第八锥台型腔522下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第 九锥台型腔523,所述第九锥台型腔523下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔524。 [0048] 本发明针对航空发动机中使用的自由涡轮盘这种盘轴一体零件国内缺乏专用设 备进行锻造加工的问题，通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻 成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避 了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综 合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定 性。
[0049] 本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但 是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见， 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案 看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0050] 以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何 本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合， 均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1. 一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，其 特征在于，所述锻造方法包括如下步骤： 在锯床上对棒材下坯料，并用车床将所述坯料车出一个端轴部，并在所述坯料两端面 车R5倒角，所述端轴部与所述坯料本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部； 在所述坯料上喷涂润滑剂，并对所述坯料进行加热； 在1600T锻造压力机上提供成套的均为阴模的第一上模和第一下模，所述第一上模 包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸 出部，所述第一下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第 二锥台型腔，所述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所 述第三锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，将所述坯料放入所述第一下 模，在所述第一上模和所述第一下模之间放置两个垫环，通过所述锻造压力机对所述第一 上模施加压力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之间被锻造变形，每施加一 次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料共受到三次锻造变形，形成初锻件； 对所述初锻件进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶处车平滑； 在所述初锻件表面喷涂〇. 1-0. 3mm的玻璃润滑剂，然后在所述初锻件的与水平方向成 35度倾斜角的第三锥台部及其两端的过渡部再次喷涂玻璃润滑剂，使得所述第三锥台部及 其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到0. 4-0. 5mm，对所述初锻件进行加热； 在所述1600T锻造压力机上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模为阳模， 所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一 个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直 方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥 台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有 与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成 3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型 腔，在所述第二下模内涂抹形成〇. 1-0. 2_的石墨润滑剂层，然后在所述第八锥台型腔及 其与所述第九锥台型腔连接部再次涂抹石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔及其与所述第九 锥台型腔连接部的石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件放入所述 第二下模，通过所述锻造压力机对所述第二上模施加压力，对所述初锻件一次模锻成型，形 成模锻件； 对所述模锻件进行风冷，然后车所述模锻件的与水平方向成35度倾斜角的锥台部及 其与轴部的连接处，并检查是否有缺陷； 如所述模锻件无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所述盘轴 一体零件的锻造。
2. -种用于权利要求1所述的方法的模具，用于在锻造所述盘轴一体零件过程中进行 成型，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，其特征在于，其包括成套的均为阴模 的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一个与垂直方 向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸出部，所述第一下 模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔，所述 第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所述第三锥台型腔 下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之间设置有 可拆卸的两个垫环，所述第二上模为阳模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾 斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔， 所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二 下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第 七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所 述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔 下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔。
【文档编号】B23P15/00GK104108012SQ201410361513
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】蔡卓 申请人:中国南方航空工业(集团)有限公司
【专利摘要】一种盘轴一体零件的锻造方法，包括如下步骤：锯床下料并通过车床进行加工；然后涂润滑剂后加热预锻，之后车毛边后抛丸涂润滑剂，再加热模锻，之后车盘杆交界处，检查模锻质量，如合格则再两火拔杆部至最终尺寸。本发明通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定性。本发明还提供了一种用于上述方法的模具。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种航空发动机零件的锻造加工方法，尤其是一种用于航空发动机涡 轮盘零件的盘轴一体结构的锻造方法，本发明还提供了一种用于上述方法的专用模具。 一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具
【背景技术】
[0002] 在航空发动机中的使用的自由涡轮盘零件，是由高温合金材料（例如镍基高温合 金）锻造而成，其为盘轴一体结构的零件，一般采用压力机挤压，在镦粗盘体的同时挤出杆 部，因此对设备的吨位和精度要求很高，锻件质量控制难度很大，国外对我国实行了技术封 锁，因此目前我国采用这种方法难以保障零件的生产质量稳定。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种盘轴一体零件的锻造方法及其使用的模具， 以减少或避免前面所提到的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件包 括一体成型的一个盘体和一个杆体，所述锻造方法包括如下步骤：
[0005] 在锯床上对棒材下坯料，并用车床将所述坯料车出一个端轴部，并在所述坯料两 端面车R5倒角，所述端轴部与所述坯料本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部；
[0006] 在所述坯料上喷涂润滑剂，并对所述坯料进行加热；
[0007] 在1600T锻造压力机上提供成套的均为阴模的第一上模和第一下模，所述第一上 模包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面 凸出部，所述第一下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的 第二锥台型腔，所述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔， 所述第三锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，将所述坯料放入所述第一 下模，在所述第一上模和所述第一下模之间放置两个垫环，通过所述锻造压力机对所述第 一上模施加压力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之间被锻造变形，每施加 一次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料共受到三次锻造变形，形成初锻件；
[0008] 对所述初锻件进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶处车平 滑；
[0009] 在所述初锻件表面喷涂0. 1-0. 3mm的玻璃润滑剂，然后在所述初锻件的与水平方 向成35度倾斜角的第三锥台部及其两端的过渡部再次喷涂玻璃润滑剂，使得所述第三锥 台部及其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到〇. 4-0. 5mm，对所述初锻件进行加热；
[0010] 在所述1600T锻造压力机上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模为阳 模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具 有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与 垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二下模为阴模，所述第二下模设置有与所 述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设 置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方 向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第 十型腔，在所述第二下模内涂抹形成〇. 1-0. 2mm的石墨润滑剂层，然后在所述第八锥台型 腔及其与所述第九锥台型腔连接部再次涂抹石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔及其与所述 第九锥台型腔连接部的石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件放入 所述第二下模，通过所述锻造压力机对所述第二上模施加压力，对所述初锻件一次模锻成 型，形成模锻件；
[0011] 对所述模锻件进行风冷，然后车所述模锻件的与水平方向成35度倾斜角的锥台 部及其与轴部的连接处，并检查是否有缺陷；
[0012] 如所述模锻件无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所述 盘轴一体零件的锻造。
[0013] 本发明还提供了一种用于上述方法的模具，其用于在锻造所述盘轴一体零件过程 中进行成型，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，所述模具包括成套的均为阴 模的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一个与垂直 方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸出部，所述第一 下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔，所 述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所述第三锥台型 腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之间设置 有可拆卸的两个垫环，所述第二上模为阳模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度 倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型 腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第 二下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的 第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔， 所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型 腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔。
[0014] 本发明针对航空发动机中使用的自由涡轮盘这种盘轴一体零件国内缺乏专用设 备进行锻造加工的问题，通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻 成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避 了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综 合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定 性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
[0016] 图1显示的是一种根据本发明的一个具体实施例的方法所锻造的盘轴一体零件 的结构不意图；
[0017] 图2显示的是加工图1所示的零件所截取的述料的结构示意图；
[0018] 图3显示的是图2所示的述料通过车床加工后的结构示意图；
[0019] 图4显示的是用于对图3中的坯料进行加工的第一上模和第一下模的结构示意 图；
[0020] 图5显示的是由图3所示的坯料锻造加工出的初锻件的结构示意图；
[0021] 图6显示的是用于对图5所示的初锻件进行加工的第二上模和第二下模的结构示 意图；
[0022] 图7显示的是由图5所示的初锻件加工出的模锻件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发 明的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0024] 正如【背景技术】部分所述的那样，针对我国缺乏加工盘轴一体零件的专用设备和技 术，从而难以保障零件的生产质量稳定的问题，本发明针对性的提供了一种盘轴一体零件 的锻造方法，其实质是利用现有设备通过模锻成形盘体，然后采用自由锻拔长杆部，本发明 针对性的设计模锻模具，从而有效的控制了材料变形程度和规避了变形死区；此外，还采用 针对性的喷涂润滑方式，从而有效的控制了锻件表面质量及内部组织，由此获得综合机械 性能良好的锻件，保障零件的生产质量稳定。
[0025] 图1显示的是一种根据本发明的一个具体实施例的方法所锻造的盘轴一体零件 的结构示意图；图2显示的是加工图1所示的零件所截取的述料的结构示意图；图3显示的 是图2所示的坯料通过车床加工后的结构示意图；图4显示的是用于对图3中的坯料进行 加工的第一上模和第一下模的结构示意图；图5显示的是由图3所示的坯料锻造加工出的 初锻件的结构示意图；图6显示的是用于对图5所示的初锻件进行加工的第二上模和第二 下模的结构示意图；图7显示的是由图5所示的初锻件加工出的模锻件的结构示意图。
[0026] 参见图1-7所示，为了生产出质量稳定的如图1所示的盘轴一体零件，本发明提供 了一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件1包括一体成型的一个盘体11和一个杆体12， 所述锻造方法包括如下步骤：
[0027] 首先在锯床上对棒材下坯料2,参见图2所示，所述坯料2为棒状结构，并用车床将 所述坯料2车出一个端轴部21，并在所述坯料两端面车R5倒角，所述端轴部21与所述坯料 2本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部22 ;
[0028] 所述端轴部21的直径比所述坯料2本体部的直径小，这样可以便于后继通过锻造 所述坯料2本体部来形成所述盘体11，所述锥台过渡部22能够在锻造过程中控制金属材料 的变形程度和规避变形死区，5度的倾斜角为发明人经过多次试验选取的能够较好的控制 锻件表面质量及内部组织的参数。
[0029] 之后，在所述坯料1上喷涂润滑剂，并对所述坯料1进行加热；
[0030] 喷涂润滑剂可以有效的控制锻件表面质量及内部组织，例如，对于镍基高温合金， 可喷涂标号为GDS-17-1的润滑剂，并将所述坯料1放在电炉有效加热区域内进行加热，预 热温度800± 10°C，保温95-155min，然后随炉升温至970± 10°C，保温57-117min，
[0031] 然后，在1600T锻造压力机（图中未示出）上提供成套的均为阴模的第一上模31 和第一下模32,参见图4所示，所述第一上模31包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一 锥台型腔311，所述第一上模311顶部设置有一个球面凸出部312,所述第一下模32设置有 一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔321，所述第二 锥台型腔321下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔322,所述第三锥台型 腔322下方设置有用于容纳所述端轴部21的第四型腔323,将所述坯料2放入所述第一下 模32,在所述第一上模31和所述第一下模32之间放置两个垫环（图中未示出），通过所述 锻造压力机对所述第一上模施31加压力，使得所述坯料2在所述第一上模31和所述第一 下模32之间被锻造变形，每施加一次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料2共受到三次锻造 变形，形成初锻件4 ;参见图5所示。
[0032] 本发明通过设计第一上模31和第一下模32用于对所述坯料1进行第一次模锻加 工，从而形成具有盘状胚形的初锻件4,所述第一上模31和第一下模32的型腔的深度和直 径尺寸根据要加工的盘轴一体零件1的尺寸不同而不同，但是，各个型腔的倾斜角度为发 明人通过多次试验选取的能够较好的控制锻件表面质量及内部组织的参数，且各个锥台型 腔还能够有效的在锻造过程中控制金属材料的变形程度和规避变形死区。
[0033] 所述球面凸出部312用于对所述初锻件4形成一个球面凹陷部42,这样，在后继对 所述初锻件4进行模锻形成盘体过程中，所述球面凹陷部42可以给材料的膨胀变形预留出 空间，从而保障后继模锻过程材料的变形程度及锻件的表面质量和内部组织。
[0034] 所述垫环仅仅用于控制模锻过程中的所述第一上模31的行程，因此，其结构为中 空环状，其中空部让开所述第一上模31和所述第一下模32的型腔即可，所述垫环厚度可以 是15-20mm，实际加工过程中，根据所述盘轴一体零件1的尺寸和所述坯料2的尺寸，可以使 用多个所述垫环，这样可以使得每次坯料的模锻变形行程均为固定值，从而可以方便的控 制锻件表面质量及内部组织。
[0035] 然后，对所述初锻件4进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶 处41车平滑；对初锻件4进行抛丸处理可使其表面光滑，从而便于后继模锻操作，由于所述 初锻件4是由所述第一上模31和所述第一下模32共同锻造而成，因此在所述第一上模31 和所述第一下模32的分模处不可避免的会有凸出部，因此需要在进行后继锻造操作前将 这些凸出部车平滑，避免后继模锻过程中影响材料的表面质量和变形。
[0036] 然后，参见图5所示，在所述初锻件4表面喷涂0. l_0.3mm的玻璃润滑剂，然后在 所述初锻件的与水平方向成35度倾斜角的第三锥台部41及其两端的过渡部再次喷涂玻璃 润滑剂，使得所述第三锥台部41及其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到0. 4-0. 5mm，对 所述初锻件进行加热；
[0037] 例如，对于镍基高温合金，可预热温度800±10°C，保温90_150min，然后随炉升温 至970± 10°C，保温54-114min，之后模锻一锤成型。
[0038] 由于后继模锻加工会对所述初锻件4的杆部进行一定的伸长操作，因此，需要在 所述第三锥台部41及其两端的过渡部多喷涂一遍玻璃润滑剂，使玻璃润滑剂厚度达到 0. 4-0. 5_，从而在所述初锻件4的杆部的延伸过程中保障材料表面能够有足够的玻璃润 滑剂存在，避免锻件表面质量及内部组织出现问题。
[0039] 然后，参见图6所示，在所述1600T锻造压力机（图中未示出）上提供成套的第 二上模51和第二下模52,所述第二上模51为阳模，所述第二上模51设置有一个与垂直方 向成3度倾斜角的锥台凸出部511，所述锥台凸出部511具有一个与水平方向成10度倾斜 角的第五锥台型腔512,所述第五锥台型腔512顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角 的第六锥台型腔513,所述第二下模52为阴模，所述第二下模52设置有与所述锥台凸出部 511对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔521，所述第七锥台型腔521下方设置 有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔522,所述第八锥台型腔522下方设置有与垂 直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔523,所述第九锥台型腔523下方设置有用于容纳所述 端轴部的第十型腔524,在所述第二上模51和第二下模52内涂抹形成0. 1-0. 2mm的石墨润 滑剂层，然后在所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部再次涂抹石墨 润滑剂，使所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部的石墨润滑剂层的 厚度达到0. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件4放入所述第二下模52,通过所述锻造压力机 对所述第二上模51施加压力，对所述初锻件4 一次模锻成型，形成模锻件6 ;
[0040] 本发明通过设计第二上模51和第二下模52用于对所述初锻件4进行第二次模锻 加工，从而形成所述盘体11，并为后继拔杆操作形成足够的杆体，所述第二上模51和第二 下模52的型腔的深度和直径尺寸根据要加工的盘轴一体零件1的尺寸不同而不同，但是， 各个型腔的倾斜角度为发明人通过多次试验选取的能够较好的控制锻件表面质量及内部 组织的参数，且各个锥台型腔还能够有效的在锻造过程中控制金属材料的变形程度和规避 变形死区。
[0041] 所述第五锥台型腔512和第六锥台型腔513用于在形成盘体过程中给材料的膨胀 变形预留出空间，从而保障模锻过程材料的变形程度及锻件的表面质量和内部组织。
[0042] 由于在对所述初锻件4进行第二次模锻加工过程中会对所述初锻件4的杆部进行 一定的伸长操作，因此，需要在所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部 多涂抹一次石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔522及其与所述第九锥台型腔523连接部的 石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4_，从而可在所述初锻件4的杆部的延伸过程中保障材 料表面能够有足够的玻璃润滑剂存在，避免锻件表面质量及内部组织出现问题。
[0043] 然后，对所述模锻件6进行风冷，然后车所述模锻件6的与水平方向成35度倾斜 角的锥台部61及其与轴部62的连接处，并检查是否有缺陷；
[0044] 如所述模锻件6无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所 述盘轴一体零件1的锻造。通过前述两步模锻操作，所述盘轴一体零件1的盘体11已加工 成型，因此只需对所述模锻件6的所述轴部62进行拔杆操作，即可加工出所述杆体12,在对 所述模锻件6进行拔杆加工时，可采用自由锻方式，由操作者手工对所述轴部62进行两火 锻造，从而加工出所述杆体12,至此即可完成所述盘轴一体零件1的锻造加工。
[0045] 在自由锻拔杆过程中，对于镍基高温合金，自由锻的加热参数可选择为预热温度 800± 10°C，保温 90-150min，然后随炉升温至 960± 10°C，保温 27-87min。
[0046] 如所述模锻件6有缺陷，则该模锻件6报废。
[0047] 本发明还提供了一种用于上述方法的模具，其用于在锻造所述盘轴一体零件1过 程中进行成型，所述零件1包括一体成型的一个盘体11和一个杆体12,所述模具包括成套 的均为阴模的第一上模31和第一下模32以及成套的第二上模51和第二下模52,所述第一 上模31包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔311，所述第一上模31顶部设置 有一个球面凸出部312,所述第一下模32设置有一个与所述第一锥台型腔311对应的与垂 直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔321，所述第二锥台型腔321下方设置有与水平方向 成35度倾斜角的第三锥台型腔322,所述第三锥台型腔322下方设置有用于容纳所述端轴 部的第四型腔323,在所述第一上模31和所述第一下模32之间设置有可拆卸的两个垫环， 所述第二上模51为阳模，所述第二上模51设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸 出部511，所述锥台凸出部511具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔512,所 述第五锥台型腔512顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔513,所述 第二下模52为阴模，所述第二下模52设置有与所述锥台凸出部511对应的与垂直方向成 3度倾斜角的第七锥台型腔521，所述第七锥台型腔521下方设置有与水平方向成35度倾 斜角的第八锥台型腔522,所述第八锥台型腔522下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第 九锥台型腔523,所述第九锥台型腔523下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔524。 [0048] 本发明针对航空发动机中使用的自由涡轮盘这种盘轴一体零件国内缺乏专用设 备进行锻造加工的问题，通过采用模锻与自由锻相结合的复合锻造方法进行加工，即模锻 成形盘体，自由锻拔长杆部；针对性的设计了模锻模具，有效的控制了材料变形程度和规避 了变形死区；采用针对性的喷涂润滑方式，有效的控制了锻件表面质量及内部组织，获得综 合机械性能良好的锻件；确保自由涡轮盘这种盘轴一体零件锻造生产的锻件的质量稳定 性。
[0049] 本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但 是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见， 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案 看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0050] 以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何 本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合， 均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1. 一种盘轴一体零件的锻造方法，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，其 特征在于，所述锻造方法包括如下步骤： 在锯床上对棒材下坯料，并用车床将所述坯料车出一个端轴部，并在所述坯料两端面 车R5倒角，所述端轴部与所述坯料本体部之间有倾斜角为5度的锥台过渡部； 在所述坯料上喷涂润滑剂，并对所述坯料进行加热； 在1600T锻造压力机上提供成套的均为阴模的第一上模和第一下模，所述第一上模 包括一个与垂直方向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸 出部，所述第一下模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第 二锥台型腔，所述第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所 述第三锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，将所述坯料放入所述第一下 模，在所述第一上模和所述第一下模之间放置两个垫环，通过所述锻造压力机对所述第一 上模施加压力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之间被锻造变形，每施加一 次压力，撤掉一个所述垫环，所述坯料共受到三次锻造变形，形成初锻件； 对所述初锻件进行风冷，然后对其表面进行抛丸处理，之后将其分模台阶处车平滑； 在所述初锻件表面喷涂〇. 1-0. 3mm的玻璃润滑剂，然后在所述初锻件的与水平方向成 35度倾斜角的第三锥台部及其两端的过渡部再次喷涂玻璃润滑剂，使得所述第三锥台部及 其两端的过渡部的玻璃润滑剂厚度达到0. 4-0. 5mm，对所述初锻件进行加热； 在所述1600T锻造压力机上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模为阳模， 所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一 个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔，所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直 方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥 台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有 与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成 3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型 腔，在所述第二下模内涂抹形成〇. 1-0. 2_的石墨润滑剂层，然后在所述第八锥台型腔及 其与所述第九锥台型腔连接部再次涂抹石墨润滑剂，使所述第八锥台型腔及其与所述第九 锥台型腔连接部的石墨润滑剂层的厚度达到〇. 2-0. 4mm，将加热后的所述初锻件放入所述 第二下模，通过所述锻造压力机对所述第二上模施加压力，对所述初锻件一次模锻成型，形 成模锻件； 对所述模锻件进行风冷，然后车所述模锻件的与水平方向成35度倾斜角的锥台部及 其与轴部的连接处，并检查是否有缺陷； 如所述模锻件无缺陷，则采用自由锻分两火锻造进行拔杆；拔杆结束后完成所述盘轴 一体零件的锻造。
2. -种用于权利要求1所述的方法的模具，用于在锻造所述盘轴一体零件过程中进行 成型，所述零件包括一体成型的一个盘体和一个杆体，其特征在于，其包括成套的均为阴模 的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一个与垂直方 向成7度倾斜角的第一锥台型腔，所述第一上模顶部设置有一个球面凸出部，所述第一下 模设置有一个与所述第一锥台型腔对应的与垂直方向成7度倾斜角的第二锥台型腔，所述 第二锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第三锥台型腔，所述第三锥台型腔 下方设置有用于容纳所述端轴部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之间设置有 可拆卸的两个垫环，所述第二上模为阳模，所述第二上模设置有一个与垂直方向成3度倾 斜角的锥台凸出部，所述锥台凸出部具有一个与水平方向成10度倾斜角的第五锥台型腔， 所述第五锥台型腔顶部设置有一个与垂直方向成10度倾斜角的第六锥台型腔，所述第二 下模为阴模，所述第二下模设置有与所述锥台凸出部对应的与垂直方向成3度倾斜角的第 七锥台型腔，所述第七锥台型腔下方设置有与水平方向成35度倾斜角的第八锥台型腔，所 述第八锥台型腔下方设置有与垂直方向成3度倾斜角的第九锥台型腔，所述第九锥台型腔 下方设置有用于容纳所述端轴部的第十型腔。
【文档编号】B23P15/00GK104108012SQ201410361513
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】蔡卓 申请人:中国南方航空工业(集团)有限公司
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