燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃气轮机用叶片塑性成形技术，尤其涉及一种燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法。
【背景技术】
[0002]燃气轮机是关系到能源、交通、环保、国防及节能减排等国计民生领域的动力机械，是有巨大发展前景的先进制造业和高技术产业。叶片是燃气轮机中的重要零件。
[0003]现有技术中，叶片主要成形工艺为锻造成形，一般的锻造流程为:坯料加热，自由锻、辊锻或挤压制坯、卧式预锻、终锻、切边、整形工序构成。工艺流程长，生产效率低，材料利用率低，更重要的是锻造成形的叶片产品微观组织分布不均匀，主要体现在叶片中部晶粒尺寸细小，而叶片边缘及榫头的晶粒度最大，严重影响叶片整体的强度和韧性，是叶片疲劳寿命较低的重要原因。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种工艺简单、叶片性能好的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本发明的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，包括步骤:
[0007]A、坯料加热:
[0008]锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置，进入加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀；
[0009]B、除氧化皮:
[0010]去除加热后的坯料外部覆盖一层氧化皮；
[0011]C、压扁:
[0012]将加热后清理完氧化皮的坯料，卧倒放入压扁凹模型腔，液压机滑块下行完成压扁工序；
[0013]D、挤压叶身工序:
[0014]压扁完成后的坯料，进入正挤压叶身成形工位，通过液压机的快速压制实现叶身部分的成形；
[0015]E、榫头镦粗工序:
[0016]将挤压叶身后的坯料放入镦粗模具中，通过压力机压制实现榫头的镦粗变形，镦粗时坯料的温度控制在终锻温度范围内。
[0017]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，通过三工序成形具有空间曲面形状的叶片，叶片长度方向变形量增大，促使叶片在成形过程中动态回复和再结晶程度提高，有利于叶片的晶粒细化，形成分布均匀的微观组织，提高了叶片的强度和韧性，在保证叶片金属流线和尺寸精度的基础上，极大提高叶片的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
【附图说明】
[0018]图la、图lb、图1c分别为本发明实施例中燃气轮机用叶片的立面、底面(A向)、截面结构示意图。
[0019]图2a、图2b、图2c、2d分别为本发明燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法的工艺过程的立面示意图。
[0020]图3a、图3b、图3c、3d分别为本发明燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法的工艺过程的底面不意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0022]本发明的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，其较佳的【具体实施方式】是:
[0023]包括步骤:
[0024]A、坯料加热:
[0025]锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置，进入加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀；
[0026]B、除氧化皮:
[0027]去除加热后的坯料外部覆盖一层氧化皮；
[0028]C、压扁:
[0029]将加热后清理完氧化皮的坯料，卧倒放入压扁凹模型腔，液压机滑块下行完成压扁工序；
[0030]D、挤压叶身工序:
[0031]压扁完成后的坯料，进入正挤压叶身成形工位，通过液压机的快速压制实现叶身部分的成形；
[0032]E、榫头镦粗工序:
[0033]将挤压叶身后的坯料放入镦粗模具中，通过压力机压制实现榫头的镦粗变形，镦粗时坯料的温度控制在终锻温度范围内。
[0034]当叶片产品叶身形状处有具有空间曲面形状要求时，所述步骤E后还包括卧式叶身整形工序。
[0035]所述步骤B中，用高压水去除加热后的坯料外部覆盖一层氧化皮。
[0036]本发明的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，通过三工序成形具有空间曲面形状的叶片，叶片长度方向变形量增大，促使叶片在成形过程中动态回复和再结晶程度提高，有利于叶片的晶粒细化，形成分布均匀的微观组织，提高了叶片的强度和韧性，在保证叶片金属流线和尺寸精度的基础上，极大提高叶片的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。同时，快速挤压成形技术不产生飞边，成形后的锻件精度达到或超过GB/T 12362-2003《钢质模锻件公差及机械加工余量》中的精密级，从而实现此类产品精密快捷高效的生产。
[0037]具体实施例:
[0038]如图la、图lb、图1c所示，为典型的燃气轮机叶片，材料为lCrl3，采用的设备为框架式快速液压机，成形工序如图2a至图2d和图3a至图3d所示，具体的实施步骤如下:
[0039]I)坯料加热
[0040]锯切好的圆钢或方钢，如图2a、3a所示，通过输送装置，进入加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度1180-120(TC，加热后工件温度要均匀，满足加热要求。
[0041]2)除氧化皮
[0042]加热后的工件外部覆盖一层氧化皮，通过高压水去除，也可采用其他去除氧化皮的方法。
[0043]3)压扁
[0044]将加热后清理完氧化皮的坯料，卧倒放入压扁凹模型腔，液压机滑块下行完成压扁工序。压扁后的坯料如图2b、3b所示。
[0045]4)挤压叶身工序
[0046]压扁完成后的坯料，竖起放入正挤压叶身成形工位的凹模中，通过液压机的快速压制实现叶身部分的成形。挤压后的坯料如图2c、3c所示。
[0047]5)榫头镦粗工序
[0048]将挤压叶身后的坯料放入镦粗模具中，通过压力机压制实现方榫头的镦粗变形，镦粗时坯料的温度控制大于850°C。镦粗后的榫头如图2d、3d所示，对于圆榫头及其他形状榫头的叶片采用相似的结构。
[0049]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，其特征在于，包括步骤: A、坯料加热: 锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置，进入加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀； B、除氧化皮: 去除加热后的坯料外部覆盖一层氧化皮； C、压扁: 将加热后清理完氧化皮的坯料，卧倒放入压扁凹模型腔，液压机滑块下行完成压扁工序; D、挤压叶身工序: 压扁完成后的坯料，进入正挤压叶身成形工位，通过液压机的快速压制实现叶身部分的成形； E、榫头镦粗工序: 将挤压叶身后的坯料放入镦粗模具中，通过压力机压制实现榫头的镦粗变形，镦粗时坯料的温度控制在终锻温度范围内。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，其特征在于，当叶片产品叶身形状处有具有空间曲面形状要求时，所述步骤E后还包括卧式叶身整形工序。
3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，其特征在于，所述步骤B中，用高压水去除加热后的坯料外部覆盖一层氧化皮。
【专利摘要】本发明公开了一种燃气轮机用叶片精密挤压成形的方法，首先，将锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置，进入加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，并除氧化皮：然后依次进行压扁、挤压叶身工序、榫头镦粗工序。通过三工序成形具有空间曲面形状的叶片，叶片长度方向变形量增大，促使叶片在成形过程中动态回复和再结晶程度提高,有利于叶片的晶粒细化，形成分布均匀的微观组织,提高了叶片的强度和韧性，在保证叶片金属流线和尺寸精度的基础上，极大提高叶片的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。
【IPC分类】B23P15-02
【公开号】CN104842129
【申请号】CN201510144861
【发明人】徐春国, 郭永强, 李攀, 郑健, 任伟伟, 陈钰金, 任广升
【申请人】北京机电研究所
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月30日