量(重量百分比)为:含C量<0.08%、含Cr量17.0%?21.0%、含Ni量50.0%?55.0%、含Co量 < 1.0%、含Mo量2.80%?3.30%、含Al量0.30%?0.70%、含Ti 量0.75% ?I.15%、含Nb量4.75% ?5.50%、含B量 < 0.006%、含Mg 量 <
0.01%、含Mn量 < 0.35%、含Si量 <0.35%、含P量 <0.015%、含S量 < 0.015%、含Cu量 <0.30 %、含 Ca 量 <0.01%^ 含 Pb 量 < 0.0005 %、含 Se 量 < 0.0003 %、余量为 Fe。
[0033]本方法的步骤如下:
[0034]步骤I:制备中间环坯
[0035]如图1所示，根据镍基高温合金多台阶大型异形环件I的结构特点，借助制图软件从高度方向上等距逐层切割锻件截面，获取多台阶大型异形环件I截面面积数据并制成曲线2，如图2所示，从而得到多台阶大型异形环件I截面面积与高度的变化关系;再根据多台阶大型异形环件I截面面积与高度的变化趋势，以及等体积原则，通过在制图软件上进行描点，绘制中间环坯5的截面面积与高度的变化关系曲线3，从而可以获得中间环坯5外形及尺寸。
[0036]取一定规格的镍基高温合金棒材，加热至锻造温度后，再经过镦粗、冲孔、预乳成矩形环坯4;将矩形环坯4放入胎膜7中，如图3所示，取小冲头8对矩形环坯4进行第一次挤压;再将冲头8取出，在胎膜7的底部放入垫块10，如图4所示，取更换大冲头9进行第二次挤压，获得中间环坯5。
[0037]步骤2:乳制成形
[0038]将中间环坯5套入环乳机的芯辊12中，芯辊12的型面按照多台阶大型异形环件I的内径型面进行制作，芯辊12的高度H2 = IfeX (1 + Φ )+p2，(式中，H锻为多台阶大型异形环件高度，Φ为材料的热收缩率，P2为芯辊的高度补偿量)；P2均匀分布在芯辊12的上下两端;将中间环坯5所在的工作台面抬高5mm?10mm，直到中间环坯5被完全咬入后放开，使中间环坯5处于倾斜状态;驱动主辊11靠近中间环坯5，使主辊11先与中间环坯5的下端接触;主辊11的型面按照多台阶大型异形环件I的外径型面进行制作，主辊11的高度H1 = H锻X (1 + Φ)+Ρ1，(式中，_多台阶大型异形环件高度，Φ为材料的热收缩率，Pi为主辊的高度补偿量);Pi均匀分布在主辊11的上下两端。启动环乳机，进行乳制，金属材料开始填充模具型腔，并且由下而上逐步完成了各台阶的成形，此过程中，中间环坯5从倾斜状态恢复到正常状态，得到异形环乳件6，异形环乳件6的外径IT =R_e，(式中，R为多台阶大型异形环件的外径，ε为后续胀形变形量)，异形环乳件的内径V =r-e，(式中，r为多台阶大型异形环件的外径，ε为后续胀形变形量)。
[0039]步骤3:胀形成形
[0040]将异形环乳件6装入胀形机，胀形的目标尺寸以多台阶大型异形环件I的下端内径为基准，对异形环乳件6进行胀形，达到目标尺寸后，保持20s?30s，得到多台阶大型异形环件1。所述胀形的目标尺寸^ = ^\(1+0)+3，(式中，^为多台阶大型异形环件的下端内径，Φ为材料的热收缩率，S为回弹补偿量)。
[0041 ]上述镍基高温合金为GH4169合金，其热收缩率Φ为0.5 %。
【主权项】
1.一种镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，包括以下步骤: 根据镍基高温合金多台阶大型异形环件的结构特点，借助制图软件从高度方向上等距逐层切割锻件截面，获取多台阶大型异形环件截面面积数据并制成曲线，得到多台阶大型异形环件截面面积与高度的变化关系;再根据多台阶大型异形环件截面面积与高度的变化趋势，以及等体积原则，通过在制图软件上进行描点，绘制中间环坯的截面面积与高度的变化关系曲线，从而可以获得中间环坯外形及尺寸； 取一定规格的镍基高温合金棒材，加热至锻造温度后，再经过镦粗、冲孔、预乳成矩形环坯;按照中间环坯的外形及尺寸，经过胎膜成形获得中间环坯； 将中间环坯套入环乳机的芯辊中，将中间环坯所在的工作台面抬高5mm?1mm，直到中间环坯被完全咬入后放开，使中间环坯处于倾斜状态;驱动主辊靠近中间环坯，使主辊先与中间环坯的下端接触；启动环乳机，进行乳制，金属材料开始填充模具型腔，并且由下而上逐步完成了各台阶的成形，此过程中，中间环坯从倾斜状态恢复到正常状态，得到异形环乳件； 将异形环乳件装入胀形机，胀形的目标尺寸以多台阶大型异形环件的下端内径为基准，对异形环乳件进行胀形，达到目标尺寸后，保持20s?30s，得到多台阶大型异形环件。2.根据权利要求1所述的镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，所述镍基高温合金为GH4169合金，其热收缩率Φ为0.5 %。3.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，所述主辊的型面按照多台阶大型异形环件外径型面进行制作，主辊的高度H1 = Hsxa+Φ )+Pi，式中，H?为多台阶大型异形环件高度，Φ为材料的热收缩率，Pi为主辊的高度补偿量;Pi均匀分布在主辊的上下两端。4.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，所述芯辊的型面按照多台阶大型异形环件内径型面进行制作，芯辊的高度H2 = Hsxa+Φ )+P2，式中，H锻为多台阶大型异形环件高度，Φ为材料的热收缩率，P2为芯辊的高度补偿量;P2均匀分布在芯辊的上下两端。5.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，所述异形环乳件的外径V =R-e，式中，R为多台阶大型异形环件的外径，ε为后续胀形变形量;所述异形环乳件的内径V =r-e，式中，r为多台阶大型异形环件的外径，ε为后续胀形变形量。6.根据权利要求1或2所述的镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其特征在于，所述胀形的目标尺寸κ = ηΧ(1 + Φ)+δ，式中，^为多台阶大型异形环件的下端内径，Φ为材料的热收缩率，S为回弹补偿量。
【专利摘要】本发明公开了一种镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形方法，其步骤为：先采用制图软件辅助制备中间环坯，将中间环坯放入环轧机进行轧制，轧制时，将中间环坯所在的工作台面抬高5mm～10mm，使主辊先与中间环坯的下端接触，保证金属材料由下而上开始填充模具型腔，逐步完成了各台阶的成形，再对轧制后的多台阶大型异形环件进行胀形。该方法能够实现多台阶大型异形环件，能够有效地提高避免多台阶大型异形环件成形时出现偏筋或串筋现象，从而提高锻件的性能。该方法适用于镍基高温合金多台阶大型异形环件的成形。
【IPC分类】B21J5/00, B21H1/06
【公开号】CN105537473
【申请号】CN201510866576
【发明人】叶俊青, 王斌, 杨孝荣, 苏荣智, 蒋睿华
【申请人】贵州安大航空锻造有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月2日