[发明专利]一种GH4169盘形件的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造领域，特别涉及一种GH4169盘形锻件的锻造方法。

背景技术

GH4169合金是一种沉淀强化型的镍—铬—铁基高温合金，该合金具有较高的强度，该合金的盘形锻件如涡轮盘在650℃以下广泛用于航空、航天等宇航发动机的核心热端部件，能在高温、高应力、高转速、高速气流环境下长期工作，适应服役环境恶劣，工作负荷大，故障频率较高的极端工作环境要求。该合金由于强度高，变形温度范围窄，导致其变形抗力较大，使锻造成形较为困难，而且要想获得晶粒细小的高强度盘形锻件首先必须要使锻件毛坯的晶粒细小。

制备GH4169盘形锻件的毛坯通常有两种工艺，一种是冶炼、铸造加粗锻成坯工艺，另一种是采用粉末冶金的混粉、压制、烧结成坯工艺。

公开号为CN1500577A的中国发明专利申请公开了一种镍基超耐热合金的准等温锻造，所述准等温锻造是指锻模的加热温度与锻件坯料的加热温度两者的温差在56℃～250℃之间进行的锻造。该专利申请表述了锻造毛坯可以采用固结粉末坯料或铸造-锻造的坯料来提供，优选固结粉末坯料。

公开号为CN101036931A的中国发明专利申请公开了一种GH4169合金盘形锻件在空气中的近等温锻造方法，其技术方案为首先提供锻造加热炉、辗轧机、带锻模和环形加热炉的锻压机和铸造或锻造的GH4169合金原始棒料，然后按以下步骤操作：

第一步：在空气中，把GH4169合金原始棒料加热到995℃～1005℃的起始温度后，经镦粗+拔长+再加热镦粗+冲孔+再加热辗轧后获得环形的细晶毛坯；

第二步：在空气中，加热所述细晶毛坯到995℃～1005℃的起始温度，同时加热锻压机上的上、下锻模到950℃～965℃的起始温度；

第三步：把加热后的细晶毛坯装入并定位在锻压机的上、下锻模之间，在空气中利用锻压机的环形加热炉对所述细晶毛坯和上、下锻模进行加热；

第四步：在所述细晶毛坯和上、下锻模的起始温度范围内，所述上、下锻模通过锻压机提供锻造压力在空气中把所述细晶毛坯锻压成形，得到盘形锻件。

虽然根据其说明书的记载，其可以达到如下的技术效果：把GH4169合金的晶粒度从锻前原始坯料的4级细化到细晶毛坯的8级后再进行近等温锻造可把锻后盘形锻件的晶粒度提高到11级(所述晶粒度均为美国标准ASTM水平)，极大地细化了该合金材料的晶粒，从而可获得高强度的盘形锻件。但经发明人实践其发明，但其发明说明书记载的上述技术方案，其远达不到其声称的上述技术效果。其最后获得的锻件的晶粒度最多只有7级至8级的水平，并且其需要的设备和工艺步骤多，导致其成本偏高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种GH4169盘形件的锻造方法，该方法操作步骤简单，，并且锻造后可达到11-12级的晶粒度，使得锻件的强度大大提高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种GH4169盘形件的锻造方法，该方法包括如下步骤：把铸态或粉末冶金法制备的GH4169棒材按规格下料成一次棒锭，将该一次棒锭放入温度为1020-1030℃的箱式加热炉中，按该棒锭厚度1.5-2min/mm保温后，再把该一次棒锭镦粗使其长度为原来的40％-42％后得到一次圆饼，锻后空冷处理；再把一次圆饼放入温度为1020-1030℃的箱式加热炉中，按该棒锭厚度1.5-2min/mm保温后，拔长回到所述一次棒锭的长度得到二次棒锭；加热所述二次棒锭到1014-1016℃后，再把该棒锭镦粗使其长度为原来的46％-48％后得到二次圆饼，该圆饼乘热冲出中心孔得到环坯料，锻后空冷处理；加热所述环坯料到998-1002℃；加热上、下锻模到980-990℃后把所述环坯料装进锻模，使其以0.001s^-1-0.01s^-1的应变速率在锻模内变形量达30％-50％后一火成形为盘形件；锻后进行热处理，即把所述盘形件加热到1030-1050℃，保温1-2h进行空冷，再加热到570-590℃，保温3-5h后空冷。

本发明具有如下有益效果：

1）在大量实验的基础上，优化了制备工艺参数，精确控制了二次棒锭到二次圆饼的加热温度和变形量，精确控制了等温模锻的坯料加热温度和模具预热温度，并配合等温模锻后的热处理工艺，使得锻件的晶粒度在热处理后真正的可达11-12级，锻件的强度得到大大提高。

2）本发明工艺步骤简单连贯，易操作和实现，成本低。

具体实施方式

实施例一