[发明专利]模锻方法及锻件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及各种合金、钢这样的金属材料的模锻方法，特别是涉及用在涡轮盘、刮板等飞行设备零件、发电机用零件中的超耐热合金材料的模锻方法。而且，涉及利用该模锻方法制造锻件的锻件的制造方法。

背景技术

模锻是如下方法：通过将被加热至锻造温度的被锻造构件锻造成接近最终产品的形状，因此能够利用通过锻造而使结晶颗粒细微化等来使机械特性得到改善，并能够减少之后进行的机械加工的作业量。因而，模锻在以近终形制造被要求高温强度的构造零件方面是一种很有效的方法，其多用于制造例如像飞行设备的涡轮盘那样的、由超耐热合金材料形成的零件。但是，在锻造过程中，当被锻造构件的温度降低时，局部的伸长率降低，会在锻造后的坯料表面产生裂纹。而且，该表面裂纹的产生特别是在对作为难加工材料的超耐热合金进行锻造时成为问题。

作为解决上述问题的方法，提出有对锻造过程中的模具加热的恒温锻造法、逐次将被锻造构件加热的方法（专利文献1）。但是，在专利文献1的方法中，由于设备、控制较为复杂，因此若采用仅取决于上述设备、控制的方法，则在成本方面及效率方面会有所不利。

因此，提出了一种覆盖锻造法：在利用其它保温构件将加热了的被锻造构件覆盖的状态下将保温部件和被锻造构件一起进行锻造（专利文献2）。此外，在锻造过程中的被锻造构件始终与下模相接触的模锻中，特别是存在自被锻造构件的下表面丧失热量的问题，因此在自由锻造领域中，提出了这样方法：在被锻造构件与下铁砧之间插入由不锈钢构成的模锻用毛坯盘（日文：ダミーディスク）作为保温构件（专利文献3）。根据上述方法，能够以较低的成本且较高的效率防止被锻造构件的温度降低。而且，在专利文献1的现有技术段落中记述有以下内容：事先利用陶瓷纤维等绝热材料、或者不锈钢材等罐装（日文：キャンニング）材料将整个加热后的坯料覆盖，并对被覆盖之后的坯料进行锻造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06－122036号公报

专利文献2：日本特开平05－177289号公报

专利文献3：日本特开2000－051987号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述覆盖锻造法是对模锻来说对被锻造构件进行保温的方面比较有效的方法。但是，若采用专利文献2的方法，将整个被锻造构件覆盖起来时，无法从外部确认处于锻造过程中的被锻造构件的表皮状态。因而，难以适当地把握被锻造构件的温度，在锻造温度的最佳管理方面存在问题。并且，在专利文献2中，由于将玻璃纤维片、陶瓷纤维片用作保温构件，因此在锻造过程中，这些玻璃纤维片、陶瓷纤维片会飞溅，而且在锻造之后会附着于产品、模具的表面，因而在操作性上存在改善的余地。

此外，在仅在被锻造构件的下表面插入不锈钢制的保温构件的、专利文献3的方法的情况下，需要重新确认在锻造过程中的从被锻造构件的下表面到侧表面的部分的保温状态。专利文献3的保温构件在锻造过程中作为不变形的下铁砧发挥作用，能够可靠地支承被锻造构件的下部，因此该保温构件无法应用于模锻。对于制造改善了机械特性的近终形成形品的模锻领域来说，实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形较为重要。

本发明的目的在于提供一种模锻方法，该模锻方法能够抑制被锻造构件的温度在锻造过程中降低，并且容易确认锻造过程中的被锻造构件的温度，而且，能够使被锻造构件充满模具的模腔端部。而且，本发明提供一种利用该模锻方法、制造具有结晶颗粒较细微的组织的锻件的锻件的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人重新确认了模锻所采用的以往的覆盖锻造法。结果发现，在对被锻造构件进行保温这方面，通过用保温构件将该被锻造构件的特定的表面部位覆盖起来，就能够实现锻造所需的充分的保温程度，而无需将被锻造构件的所有表面覆盖。而且，与被锻造构件一起变形的保温构件为即使在强烈的锤锻过程中也不会自被锻造构件的表面飞溅地、能够保护该表面的金属制构件。另一方面，为了实现模锻所需的、能够充满模具的模腔端部的塑性变形，用于极大地限制被锻造构件变形的金属制的保温构件的配置位置进而材质都较为重要。将以上内容总结起来进行了仔细研究，从而发现了本发明的模锻方法、以及利用该模锻方法制造锻件的锻件的制造方法，本发明的模锻方法能够实现在模锻过程中的上述保温和温度管理，而且能够实现能够使被锻造构件充满模具的模腔端部的塑性变形。