一种高温合金高筒薄壁环形件的辗制方法
【专利摘要】本发明提供了一种高温合金高筒薄壁环形件的轧制方法，总体上包括下料、墩粗、冲孔及涂覆涂料、装料、碾环以及环件顶出步骤。本发明的上述方法通过优化的步骤，可以在辗环机上成形高筒薄壁环形件，大大降低了劳动强度，减少了锻造火次，效率提高30％以上，还能降低能耗，缩短加工周期。产品尺寸精度高，外观质量好，提高了锻件合格率。减少机械加工余量30％～50％。4)锻件组织更加均匀，综合机械性能更优。
【专利说明】
一种高温合金高筒薄壁环形件的辗制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种环形锻件的乳制方法，尤其涉及一种针对高筒薄壁类高温合金环件的乳制方法，特别涉及一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法。
【背景技术】
[0002]航空发动机火焰筒等环形件长期在恶劣的环境下工作，要求零件具有较好的力学性能和组织稳定性。该类锻件为高温合金，具有壁厚小、高度较高等特点，锻造难度大。对于该类锻件的生产目前一般采用自由锻制坯加芯轴拔长的工艺。这种工艺存在生产劳动强度大、锻造火次多、产品质量不稳定等缺点。尤其在芯轴拔长过程中环件容易出现锻造裂纹等缺陷，造成较大的经济损失，存在质量安全隐患，影响锻件的交付和使用。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法，以减少或避免前面所提到的问题。
[0004]具体来说，本发明提供一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法，该方法可以在辗环机上成形高筒薄壁环形件，以解决自由锻成形高筒薄壁类环形件难度大，锻造火次多、劳动强度大等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提出了一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法，包括如下步骤:
[0006]I)下料；
[0007]2)墩粗；
[0008]3)冲孔及涂覆涂料；
[0009]4)装料；
[0010]5)碾环；
[0011]6)环件顶出。
[0012]优选地，所述步骤I)中进一步包括如下步骤:下料时锯切棒材坯料的体积等于所要生产环件的体积的3/2倍;将锯切的棒材坯料置于加热炉中加热800-900°C，保温时间(单位分钟)按棒料直径(单位毫米)乘以0.4计算得到。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为棒料直径(单位毫米)乘以0.6计算得到。
[0013]优选地，所述步骤2)中进一步包括如下步骤:步骤I)之后趁热将坯料置于压力机或者锻锤上镦粗，坯料镦粗后的高度为所要生产环件高度的2/5-1/2。
[0014]优选地，所述步骤3)中进一步包括如下步骤:对镦粗后的饼坯在锻锤或压力机上进行冲孔获得空心圆饼，冲孔孔径为饼坯直径的1/3。待所述空心圆饼冷却后，对其表面进行抛丸处理，如有毛刺等缺陷可利用砂轮机或风枪进行打磨。之后的空心圆饼加热至80-120 °C,保温40-60min，在其表面均匀涂覆涂料，涂层厚度为0.3-0.5mm。涂料涂覆完毕后，置于50-70 °C电炉中烘干，烘烤时间为2-3h。
[0015]优选地，所述步骤4)中进一步包括如下步骤:将经过步骤3)处理后的空心圆饼置于加热炉中加热至800-900°C，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.4。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.6。加热完毕后，将所述空心圆饼置于辗环机的芯轴上，并置于设置于辗环机的主辊内侧的套筒之内。
[0016]优选地，所述步骤4)进一步包括如下步骤:套筒上带有两个用于定位空心圆饼的定位孔以及设置于所述定位孔中的定位销;所述空心圆饼置于辗环机的芯轴上并由所述定位销定位之后，操作辗环机主辊，让其夹紧空心圆饼。待空心圆饼夹紧后，拔除用于定位空心圆饼的定位销。
[0017]优选地，所述套筒的内径为所要生产环件外径的1.02倍，其高度为所要生产环件高度的1.05倍。
[0018]优选地，所述套筒下方存在一个外凸台，该凸台与辗环机主辊下方存在的凹槽进行配合，防止套筒在辗环过程中上下窜动。
[0019]优选地，所述步骤5)中进一步包括如下步骤:操作辗环机进行辗环，此时主辊转速为2rad/s，主辊进给速度为0.5-lmm/s。待环件高度长至与套筒高度平齐时，停止主辊进给，并对环件进行整圆。
[0020]优选地，所述步骤6)中进一步包括如下步骤:将步骤5)中碾环之后的环件连带套筒置于垫环上，利用冲子将已经成形好的环件从套筒中顶出。
[0021]本发明具有如下优点:I)采用本发明成型环形件，大大降低了劳动强度，减少了锻造火次，效率提高30%以上，还能降低能耗，缩短加工周期。2)产品尺寸精度高，外观质量好，提高了锻件合格率。3)减少机械加工余量30 %?50 %。4)锻件组织更加均匀，综合机械性能更优。
[0022]综上所述，本发明相对于现有工艺，具有明显的改进效果，克服了现有工艺中存在的缺陷。采用本发明的方法所生产的环形件具有尺寸精度高、组织均匀、性能优良等特点。
【附图说明】
[0023]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，
[0024]图1显示的是根据本发明的依据具体实施例的高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]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【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。
[0026]正如前述，本发明提供了一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法，该方法通过优化的步骤，可以在辗环机(特别是卧式辗环机)上成形高筒薄壁环形件，以解决自由锻成形高筒薄壁类环形件难度大，锻造火次多、劳动强度大等问题。
[0027]图1显示的是根据本发明的依据具体实施例的高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法的流程示意图，如图所示，本发明的高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法总体上包括以下步骤:
[0028]I)下料；
[0029]2)墩粗;
[0030]3)冲孔及涂覆涂料；
[0031]4)装料；
[0032]5)碾环；
[0033]6)环件顶出。
[0034]下面参照附图进一步说明各步骤的细节。
[0035]步骤I)下料。
[0036]下料时锯切棒材坯料的体积等于所要生产环件的体积的3/2倍;将锯切的棒材坯料置于加热炉中加热800-9000C，保温时间(单位分钟)按棒料直径(单位毫米)乘以0.4计算得到。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为棒料直径(单位毫米)乘以0.6计算得到。
[0037]步骤2)墩粗。
[0038]下料之后，趁热将坯料置于压力机或者锻锤上镦粗，坯料镦粗后的高度为所要生产环件高度的2/5-1/2。
[0039]步骤3)冲孔及涂覆涂料。
[0040]墩粗之后，对镦粗后的饼坯在锻锤或压力机上进行冲孔获得空心圆饼，冲孔孔径为饼坯直径的1/3。待所述空心圆饼冷却后，对其表面进行抛丸处理，如有毛刺等缺陷可利用砂轮机或风枪进行打磨。之后的空心圆饼加热至80-120 °C，保温40-60min，在其表面均匀涂覆涂料，涂层厚度为0.3-0.5mm。涂料涂覆完毕后，置于50-70 V电炉中烘干，烘烤时间为2-3ho
[0041 ] 步骤4)装料。
[0042]冲孔及涂覆涂料之后，将经过步骤3)处理后的空心圆饼置于加热炉中加热至800-900°C，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.4。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.6。加热完毕后，将所述空心圆饼置于辗环机的芯轴100上，并置于设置于辗环机的主辊200内侧的套筒300之内。
[0043]套筒300上带有两个用于定位空心圆饼的定位孔301(图中剖视结构仅能看到一个定位孔)以及设置于所述定位孔301中的定位销302(图中定位销插在定位孔中，位置互相重叠)；所述空心圆饼置于辗环机的芯轴100上并由所述定位销302定位之后，操作辗环机主辊200，让其夹紧空心圆饼。待空心圆饼夹紧后，拔除用于定位空心圆饼的定位销302。
[0044]套筒300的内径为所要生产环件外径的1.02倍，其高度为所要生产环件高度的1.05倍。
[0045]套筒300下方存在一个外凸台303，该凸台303与辗环机主辊200下方存在的凹槽进行配合，防止套筒300在辗环过程中上下窜动。
[0046]步骤5)碾环。
[0047]装料之后，操作辗环机进行辗环，此时主辊转速为2rad/s，主辊200进给速度为0.5-lmm/s。待环件高度长至与套筒高度平齐时，停止主辊200进给，并对环件进行整圆。
[0048]步骤6)环件顶出。
[0049]碾环之后，将环件连带套筒300置于垫环400上，利用冲子500将已经成形好的环件从套筒300中顶出。
[0050]实施例1
[0051]下面结合前述工艺流程，以GH2132合金高筒薄壁环形件的加工为例，详细说明乳制过程。
[0052]将棒料按Φ 150mm X 250mm下料后，放入900 °C的电炉中保温60min，然后将电炉温度升高至1140°C，保温90min。将加热后的坯料置于锻锤上镦粗至高度为75mm，使用Φ100的冲子对坯料进行冲孔。待坯料冷却后，重新将坯料加热至120°C，保温40min，在坯料表面均匀喷涂涂料，涂层厚度为0.3-0.5mm。喷涂完毕后，将坯料置于70 °C的电炉中烘烤2h。然后将坯料转移至900 0C电炉中保温30min后，将炉温升高至1140 °C，保温45min。再将坯料转移至辗环机上。操作辗环机芯辊夹紧坯料，拔除位于坯料下方的定位销。此时即进行辗环。此时辗环机主棍转速为2rad/s，芯棍进给速度为0.5mm/s。当环件转动较为稳定时将芯棍进给速度逐渐升高至lmm/s。当坯料逐渐上升至与套筒高度平齐时，逐渐减慢芯辊进给速度。当坯料高度与套筒高度一致时，停止芯辊进给，并进行数圈整圆。整圆后，将坯料连带套筒置于锻锤的垫环上，利用冲子将环件顶出。
[0053]本发明具有如下优点:I)采用本发明成型环形件，大大降低了劳动强度，减少了锻造火次，效率提高30%以上，还能降低能耗，缩短加工周期。2)产品尺寸精度高，外观质量好，提高了锻件合格率。3)减少机械加工余量30 %?50 %。4)锻件组织更加均匀，综合机械性能更优。
[0054]综上所述，本发明提供了一种优化的工艺流程，提供了相互关联的前后参数的具体设计，实践证明可以具有明显的改进效果，克服了现有工艺中存在的缺陷。采用本发明的方法所生产的环形件具有尺寸精度高、组织均匀、性能优良等特点。
[0055]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。
[0056]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。
【主权项】
1.一种高温合金高筒薄壁环形件的乳制方法，包括如下步骤: 1)下料； 2)墩粗; 3)冲孔及涂覆涂料； 4)装料； 5)碾环； 6)环件顶出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中进一步包括如下步骤:下料时锯切棒材坯料的体积等于所要生产环件的体积的3/2倍;将锯切的棒材坯料置于加热炉中加热800-900°C，保温时间(单位分钟)按棒料直径(单位毫米)乘以0.4计算得到。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为棒料直径(单位毫米)乘以0.6计算得到。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中进一步包括如下步骤:步骤I)之后趁热将坯料置于压力机或者锻锤上镦粗，坯料镦粗后的高度为所要生产环件高度的2/5-1/2。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中进一步包括如下步骤:对镦粗后的饼坯在锻锤或压力机上进行冲孔获得空心圆饼，冲孔孔径为饼坯直径的1/3。待所述空心圆饼冷却后，对其表面进行抛丸处理，如有毛刺等缺陷可利用砂轮机或风枪进行打磨。之后的空心圆饼加热至80-120°C，保温40-60min，在其表面均匀涂覆涂料，涂层厚度为0.3-0.5mm。涂料涂覆完毕后，置于50-70 °C电炉中烘干，烘烤时间为2_3h。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中进一步包括如下步骤:将经过步骤3)处理后的空心圆饼置于加热炉中加热至800-900°C，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.4。再加热至1140-1180°(:，保温时间(单位分钟)为圆饼厚度(单位毫米)乘以0.6。加热完毕后，将所述空心圆饼置于辗环机的芯轴(100)上，并置于设置于辗环机的主辊(200)内侧的套筒(300)之内。6.如权利要求5所述的方法，进一步包括如下步骤:套筒(300)上带有两个用于定位空心圆饼的定位孔(301)以及设置于所述定位孔(301)中的定位销(302);所述空心圆饼置于辗环机的芯轴(100)上并由所述定位销(302)定位之后，操作辗环机主辊(200)，让其夹紧空心圆饼。待空心圆饼夹紧后，拔除用于定位空心圆饼的定位销(302)。7.如权利要求5-6所述的方法，其特征在于，所述套筒(300)的内径为所要生产环件外径的1.02倍，其高度为所要生产环件高度的1.05倍。8.如权利要求5-7所述的方法，其特征在于，所述套筒(300)下方存在一个外凸台(303)，该凸台(303)与辗环机主辊(200)下方存在的凹槽进行配合，防止套筒(300)在辗环过程中上下窜动。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中进一步包括如下步骤:操作辗环机进行辗环，此时主棍转速为2rad/s，主棍(200)进给速度为0.5-lmm/s。待环件高度长至与套筒高度平齐时，停止主辊(200)进给，并对环件进行整圆。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6)中进一步包括如下步骤:将步骤5)中碾环之后的环件连带套筒(300)置于垫环(400)上，利用冲子(500)将已经成形好的环件从套筒(300)中顶出。
【文档编号】B21H1/06GK105921651SQ201610484899
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】彭谦之, 李建军, 朴学华, 魏志文, 黄茂林, 彭意志, 向前, 张强, 贾贝
【申请人】中国南方航空工业(集团)有限公司