[发明专利]一种TC11合金收敛段的热成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料锻造技术领域，主要涉及TC11合金收敛段类零件的热成型工艺，具体为一种TC11合金收敛段的热成型方法。

背景技术

TC11合金是一种综合性能良好的的的α-β型热强钛合金，在常温下具有较高的室温强度，在500℃下具有优异的热强性能。目前国内固体火箭发动机喷管收敛段的生产主要采用等温锻造方法，其优点是可以一次成型出此类型的锻件，所需模具锻力较小，但是由于受到等温锻造机变形速度的限制，其生产效率低，且等温锻造时模具加热温度要达到900℃，其模具使用寿命短，生产成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种TC11合金收敛段的热成型方法，其能有效解决现有等温锻造过程中模具使用寿命短的问题，降低生产成本。

其技术方案是这样的，其包括以下步骤：（1）下料；（2）坯件表面清理；（3）喷涂玻璃润滑剂；（4）模具安装与预热；（5）预锻；（6）修伤；（7）喷涂玻璃润滑剂；（8）终锻；（9）锻件表面清理；其特征在于：所述模具的安装与预热中，模具预热温度为250℃～300℃，所述预锻与终锻均采用离合器式螺旋压力机且所述预锻与终锻前坯件的加热温度为TC11合金相变点以下40℃。

其进一步特征在于：所述预锻包括第一火模锻与第二火模锻；所述第一火模锻前、坯件加热至TC11合金相变点以下40℃后，保温110分钟，最长保温时间不超过220分钟；所述第一火模锻，在3锤内完成，坯件放正后 ，第一锤轻击定位，第二锤欠压量为125mm，第三锤欠压量为90mm，能量设置为45%E；所述第二火模锻前锻件加热至TC11合金相变点以下40℃后，保温65分钟，最长保温时间不超过150分钟；所述第二火模锻在两锤内完成，坯件放正后，第一锤欠压量为65mm，第二锤欠压量为45mm，能量设置为45%E；所述终锻前锻件加热TC11合金相变点以下40℃后保温35分钟，最长保温时间不超过100分钟；所述终锻，在两锤内完成，螺旋压力机能量第一锤设置为75%E，第二锤设置为85%E，所述终锻后按照锻件设计要求检测锻件尺寸；所述第一火模锻、第二火模锻、终锻锻造前均先用水剂石墨进行适量喷涂，每两次锤击喷涂一次，并及时对模具型腔进行清理；所述第一火模锻、第二火模锻、终锻前坯件加热时，坯件装炉量≤12件，保证坯件间距以及坯件与炉膛间距不小于30mm，坯件转运时间不超过30秒；所述第一火模锻、第二火模锻、终锻锻造结束时，锻件表面温度不得低于800℃；所述坯件表面清理采用汽油擦拭钛合金坯件表面后风干；所述玻璃润滑剂采用Ti-1玻璃润滑剂；在所述喷涂玻璃润滑剂时，所述坯件表面温度不低于100℃；所述喷涂玻璃润滑剂前，将坯件放于500℃的炉温下加热8分钟。

本发明的一种TC11合金收敛段的热成型方法，其与以往等温锻造方法相比，其采用大吨位螺旋压力机对坯件进行锻造，可以有效降低模具加热温度，减少模具损耗，提高模具使用寿命，降低生产成本，同时提高加工效率。

具体实施方式

实施例：

（1）下料；

（2）坯件表面清理：采用汽油擦拭钛合金坯件表面后风干；

（3）喷涂玻璃润滑剂：用喷枪对坯件表面喷涂Ti-1玻璃润滑剂，喷涂前将坯件放于500℃的炉温下加热8分钟，保证喷涂时坯件表面温度不低于100℃，涂层厚度应尽量保持均匀一致，对不慎脱落的涂层应适时补涂；

（4）模具安装与预热：按照离合器式螺旋压力机的装模规程进行模具的安装，并进行模具的预热，模具预热温度为250℃～300℃；

（5）预锻：

第一火模锻：先将已经喷涂好玻璃润滑剂的坯件放入高温电炉进行加热，加热温度到达合金相变点以下40℃时保温110分钟，最长保温时间不超过220分钟，坯件装炉量应≤12件，以保证坯件间距以及坯件与炉膛间距不小于30mm；然后将已加热保温好的坯件放入离合器式螺旋压力机内进行模锻，模锻前先用水剂石墨进行适量喷涂，每两次锤击喷涂一次，并及时对模具型腔进行清理；坯件转运时间不超过30秒，本火次模锻在3锤内完成，第一锤轻击定位，第二锤欠压量为125mm，第三锤欠压量为90mm，螺旋压力机能量设置为45%E；锻造结束时锻件温度不得低于800℃；第一火模锻结束后，对坯件进行表面清理；