一种超大型钛合金整体框锻件的锻造方法_2

文档序号:9462511阅读:来源:国知局
内进行加热,加热温度为 T β-10°C~T β _50°C,保温时间为0. 4min/mmX还料最大厚度mm~1.0 min/mmX还料最 大厚度_,将加热后的坯料置于型腔外廓尺寸与锻件最终外廓尺寸一致,并且各处深度尺 寸为锻件最终相应处厚度I. 1~1. 3倍的制坯模具中,在模锻压机上进行胎模锻,使坯料 继续展宽展长,坯料外廓达到锻件外廓尺寸;此过程允许多火次完成,热料回炉保温时间为 0. 2min/mmX还料最大厚度mm~0. 5min/mmX还料最大厚度mm ;
[0032] 步骤五,按照锻件尺寸要求切割去除坯料对应锻件内孔处连皮,残留连皮距锻件 内孔边缘尺寸为50~200mm,得到最终符合要求的坯料。
[0033] 所述步骤二到步骤四,与坯料接触的工装或胎模中需铺保温石棉毡。
[0034] 所述步骤一到步骤四,对所用工装和模具进行预热,预热温度为100~350°C。
[0035] 所述步骤四,坯料用防护润滑剂进行防护,胎模型腔内用水基石墨进行润滑。
[0036] 二、模锻
[0037] 步骤一,定位锻,将制得的坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为 T β-10°C~T β _50°C,保温时间为0. 4min/mmX还料最大厚度mm~1.0 min/mmX还料最 大厚度mm,将加热后的坯料在模锻压机上使用预锻模具进行定位锻,预锻模具锻造前预热 至250~350°C,锻造速度为0. 5-lOmm/s,使锻件初步成形,锻后将型腔外的多余金属通过 机械加工的方式切除;
[0038] 步骤二,预锻,将定位锻后的坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为 Τβ-10°C~Τβ _50°C,保温时间为Imin/mmX还料最大厚度mm~3min/mmX还料最大厚度 mm,将加热后的坯料在模锻压机上使用预锻模具进行预锻,预锻模具锻造前预热至350~ 700°C,锻造速度为0. 5-lOmm/s,获得符合设计要求的预锻件,锻后通过机械加工的方式切 除多余毛边,此过程允许1-3火次完成;
[0039] 步骤三,终锻,将预锻后的坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为 Τβ-10°C~Τβ _50°C,保温时间为Imin/mmX还料最大厚度mm~3min/mmX还料最大厚度 mm,将加热后的坯料在模锻压机上使用终锻模具进行终锻,终锻模具锻造前预热至350~ 700°C,锻造速度为0. 5-lOmm/s,使锻件完全成形,获得符合设计要求的锻件,锻后通过机械 加工的方式切除多余毛边,此过程允许1-3火次完成。
[0040] 所述步骤一到步骤三,坯料用防护润滑剂进行防护,模具型腔内用水基石墨进行 润滑。
[0041] 所述步骤二和步骤三,坯料入炉前包裹玻璃布。
[0042] 以下结合实施例对【具体实施方式】进行说明。
[0043] 实施例一:锻件材料:TC4-DT ;相变点:985 °C ;锻件外廓尺寸: 3700X 1830X207mm ;锻件投影面积5. 4m2 ;锻件重量:1100Kg ;锻件的宽度方向一侧均缺 角,对应坯料处角部为无用料。
[0044] 一、制坯
[0045] 步骤一,根据锻件形状和尺寸要求,采用局部镦粗的方法制备初始坯料。
[0046] 此锻件用坯料尺寸为2400X 1200X 160_,锻件的宽度方向一侧均缺角,对应坯料 处角部为无用料,因此需对相应坯料角部进行局部镦粗获得初始坯料。具体方法为:将坯料 置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为950±10°C,保温时间为130min ;工装、上下 砧预热温度100~350°C ;坯料出炉后置于自由锻压机上,对坯料宽度方向一侧两个角部进 行局部镦粗;如尺寸未到位,允许热料回炉加热,热料回炉保温时间65min ;坯料冷却方式 为空冷。
[0047] 步骤二,将初始坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为950± KTC,保 温时间为130min ;工装、上下砧预热温度100~350°C ;将制备完成的初始坯料在自由锻压 机上进行纵向拔长,上站宽为200mm,使还料的总长度达到3400mm ;如尺寸未到位,允许热 料回炉加热,热料回炉保温时间65min ;坯料冷却方式为空冷。
[0048] 步骤三,将步骤二制得的坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为 950±10°C,保温时间为130min ;工装、上下砧预热温度100~350°C;将长度为300mm,宽度 和高度为IOOmm的开料板置于加热后的坯料对应锻件内孔位置处,通过自由锻压机下压反 复移动的开料板,实现坯料的横向拔长,将坯料宽度尺寸展宽到1400mm ;如尺寸未到位,允 许热料回炉加热,热料回炉保温时间65min ;坯料冷却方式为空冷。
[0049] 步骤四,将坯料均匀喷涂防护润滑剂,喷涂厚度0. 2~0. 4mm ;坯料采用III类电炉 进行加热,加热温度为955±10°C,保温时间130min ;模具预热至100~350°C ;安装模具, 对模具型腔进行水基石墨润滑;将加热后的坯料置于型腔外廓尺寸与锻件最终外廓尺寸一 致,并且各处深度尺寸为锻件最终相应处厚度I. 1~I. 3倍的制坯模具中,在模锻压机上进 行胎模锻,使坯料继续展宽展长,坯料外廓达到锻件外廓尺寸;坯料冷却方式为空冷。模锻 进行了 4火次。
[0050] 步骤五,按照锻件尺寸要求切割去除坯料对应锻件内孔处连皮,残留连皮距锻件 内孔边缘尺寸为100mm,得到最终符合要求的坯料。
[0051] 二、模锻
[0052] 步骤一,定位锻,将还料均勾喷涂防护润滑剂,喷涂厚度0. 2~0. 4mm ;还料采用III 类电炉进行加热,加热温度为955±10°C,保温时间130min ;模具预热至100~350°C;安装 模具,对模具型腔进行水基石墨润滑;将加热后的坯料在模锻压机上进行定位锻,锻造速度 为5mm/s ;坯料冷却方式为空冷;锻后将型腔外的多余金属通过机械加工的方式切除;
[0053] 步骤二,预锻,将坯料均匀喷涂防护润滑剂,喷涂厚度0. 2~0. 4mm ;将坯料用单层 玻璃布进行包裹后置于III类电炉中进行加热,加热温度为960±10°C,保温时间240min ;模 具预热至520±20°C ;安装模具,对模具型腔进行水基石墨润滑;将加热后的坯料在模锻压 机上使用预锻模具进行预锻,锻造速度为2mm/s,获得符合设计要求的预锻件,锻后通过机 械加工的方式切除多余毛边;坯料冷却方式为空冷;此过程进行了 3个火次;
[0054] 步骤三,终锻,将坯料均匀喷涂防护润滑剂,喷涂厚度0. 2~0. 4_ ;将坯料用单层 玻璃布进行包裹后置于III类电炉中进行加热,加热温度为960±10°C,保温时间200min ;模 具预热至520±20°C ;安装模具,对模具型腔进行水基石墨润滑;将加热后的坯料在模锻压 机上使用终锻模具进行终锻,锻造速度为2mm/s,获得符合设计要求的锻件,锻后通过机械 加工的方式切除多余毛边;坯料冷却方式为空冷;此过程进行了 2个火次;
[0055] 将经过上述步骤制得的锻件进行准β热处理后拉伸性能见表1,断裂韧性见表2。
[0056] 表1实施例一锻件拉伸性能
[0058] 表2实施例一锻件断裂韧性
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[0060] 实施例二:锻件材料:TC4-DT ;相变点:982 °C ;锻件外廓尺寸: 3705X 1784X 150mm ;锻件投影面积5. 2m2;锻件重量:980Kg ;锻件的宽度方向一侧均缺角, 对应坯料处角部为无用料。
[0061] 一、制坯
[0062] 步骤一,根据锻件形状和尺寸要求,采用机械加工的方法制备初始坯料。
[0063] 此锻件用坯料尺寸为2600X 1350X 130mm,由于板坯厚度薄,直接采机械加工的方 式去除多余角料较为合适,去除掉的三角形坯料两个直角边边长均为300mm。
[0064] 步骤二,将初始坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为947± KTC,保 温时间为80min ;工装、上下砧预热温度100~350°C;将制备完成的初始坯料在自由锻压机 上进行纵向拔长,上站宽为150mm,使还料的总长度达到3380mm ;如尺寸未到位,允许热料 回炉加热,热料回炉保温时间40min ;坯料冷却方式为空冷。
[0065] 步骤三,将步骤二制得的坯料置于III类电炉有效区内进行加热,加热温度为 947±10°C,保温时间为80min ;工装、上下砧预热温度100~350°C ;将长度为200mm,宽度 和高度为IOOmm的开料板置于加热后的坯料对应锻件内孔位置处,通过自由锻压机下压反 复移动的开料板,实现坯料的横向拔长,将坯料宽度尺寸展宽到13
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