一种GH4169合金盘锻件模锻成型方法与流程

技术领域：

本发明属于gh4169合金热加工成型领域，涉及一种gh4169合金盘锻件模锻成型方法。

背景技术：
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gh4169合金盘类锻件属于高温高速转动件，零件工况条件恶劣，要求锻件通截面组织均匀一致性好，各部位变形分配均匀，所以通截面组织均匀一致性问题是目前很多锻造厂所面临的技术难题。目前对于航空发动机用涡轮盘锻件，目前主要采用饼坯或环坯模锻成型。采用饼坯模锻，材料利用率低，变形抗力大；采用环坯模锻，增加扩孔工序，火次增加，生产工序增加，也不利于锻件强度的提升。

本发明综合饼坯模锻和环坯模锻的优点，确保锻件组织的均匀一致性，减少火次，降低材料消耗，缩短加工周期，提高锻件的综合性能。

技术实现要素：
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发明目的：为克服采用饼坯模锻，材料利用率低，变形抗力大；采用环坯模锻，增加扩孔工序，火次增加，生产工序增加，不利于锻件强度的提升的弊端。

本发明采用的技术方案：一种gh4169合金盘锻件模锻成型方法，依次按照以下步骤进行：

步骤1、设计模锻成型模具；

步骤2、制坯：棒材经镦饼、冲孔后在中心镶一φ(180～190)×h的低碳钢，且饼坯与低碳钢以1°～3°斜度配合；

步骤3、坯料防护润滑：将饼坯在200℃～250℃预热20～30min后喷涂防护润滑剂frg35，喷涂厚度0.5～2mm；

步骤4、坯料加热：在电炉中加热至980～1020℃，保温系数0.6～0.8min/mm

步骤5、模具预热：将模具在(300±100)℃预热(6～24)h；

步骤6、模锻：模具预热充分后将模具装在油压机或对击锤上，并将加热后的坯料转至模具型腔进行模锻成型。

所述的一种gh4169合金盘锻件模锻成型方法，所述步骤1中的模锻成型模具参数为：外出模斜度β为10°～15°，分模面处出模斜度γ为20°～40°，腹板部位于中心水平夹角α为7°～15°。

所述的一种gh4169合金盘锻件模锻成型方法，所述步骤2中，低碳钢高度h与环坯高度一致。

所述的一种gh4169合金盘锻件模锻成型方法，所述步骤4中的坯料加热工艺包括：≤800℃入炉，升温至(880±30)℃，保温系数0.8～1.0min/mm，再升温至980～1020℃，保温系数0.6～0.8min/mm。

本发明与现有技术相比的优点：

由饼坯到锻件可以一火完成，α角度的设计有助于坯料沿径向流动，γ角的增大有助于减少模锻过程的毛边，α角和γ角共同作用，有助于降低设备载荷。β角有利于锻件出模。

低碳块变形抗力小，饼坯中心用低碳钢代替，有利于降低设备载荷，从而降低成本；同时减少材料消耗，缩短机加工时，提高生产效率。

附图说明：

图1所示为上/下模、坯料和顶出块的摆料位置诗意图。

图2所示为锻件轮廓形状。

具体实施方式：

下面本发明做进一步详细描述：

1)首先设计锻模，经过多次计算机模拟计算，确定腹板部位于中心水平夹角α为10°，外出模斜度β为10°，分模面处出模斜度γ为20°～30°。

2)将一φ300×392的棒料镦粗至～φ455×170后冲～φ170mm内孔，然后在环坯内孔自下向上机加与轴线夹角为～2°的斜面；心部与20#低碳钢配合，低碳钢棒弧面与轴线保持2°的夹角，高度170mm。

3)将20#钢与环坯配合后，在200℃～250℃预热炉内预热～20min后喷涂防护润滑剂frg35，喷涂厚度～1mm；同时将模具在300℃的预热炉中预热24h。

4)将喷涂好润滑剂的坯料进行加热，加热制度为：≤800℃入炉，升温至850℃，保温系数1min/mm，再升温至1000℃，保温系数0.8min/mm。

5)模具预热后装在油压机上，将加热后的坯料转移至模具型腔进行模锻，模锻下压速率控制在6～10mm/s，锻后水冷。

6)热处理：

7)理化测试。本实施中每批解剖一件，在解剖件低倍上取4个不同部位高倍，观察晶粒度，均细于10级。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种GH4169合金盘模锻件成型方法，模具设计时外出模斜度β为10°～15°，紧贴分模面两侧出模斜度γ为20°～40°，腹板与中心水平夹角α为7°～15°；棒材经镦饼、冲孔后在中心镶一Φ(180～190)×h的低碳钢，且环坯与低碳钢以1°～3°斜度配合，再将饼坯在200℃～250℃预热20～30min后喷涂防护润滑剂，喷涂厚度0.5～2mm；然后将饼坯加热至980～1020℃，保温系数0.6～0.8min/mm；同时将模具在(300±100)℃预热(6～24)h；模具预热充分后将模具装在油压机或对击锤上，并将加热后的饼坯转至模具型腔进行模锻成型。

技术研发人员：何军利;王波伟
受保护的技术使用者：陕西宏远航空锻造有限责任公司
技术研发日：2017.06.30
技术公布日：2017.11.07