[发明专利]一种钛合金叶片的锻造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锻造工艺，特别涉及一种钛合金叶片的锻造工艺。

背景技术

近年来，随着新型飞机向轻量化、高性能和低成本的方向发展，对其动力系统提出了更高的要求。航空发动机是飞机的“心脏”，而叶片是航空发动机中使用最多的一类零件，在航空发动机中起着能量转换的关键作用。由于航空发动机叶片运行是在高速、高压和高温状态下，工作条件恶劣，钛合金由于具有强度高、耐热性好和耐腐蚀等优点，被认为是航空发动机叶片制造的理想材料之一；但是航空发动机钛合金叶片在锻造生产中，由于锻造温度高，设备载荷大，模具易变形和磨损，导致叶片的尺寸精度降低，叶片的性能难以保证；因此，在精锻钛合金叶片时，对模具的材料性能和强度要求高，这又增加了模具的制造成本，从而使钛合金叶片锻造的生产成本增加。如何降低钛合金叶片的锻造温度，提高钛合金叶片的尺寸精度和改善叶片的性能一直成为钛合金叶片锻造的一大难题。

钛合金叶片的制备包括制坯、预锻、终锻以及后期加工，精锻一般是通过曲柄压力机成形的，整个叶片叶身及榫头留有1～2.5mm的余量，叶片的错移一般在0.3～0.8mm之间，成形过程中叶片的波动性比较大，锻造之后还需要通过数控加工、抛光等工序达到设计要求，这种方法使加工的叶片容易变形，材料利用率也比较低，制造周期长，制造成本高，对于要求比较高的航空设备，上述方法制备的叶片往往不能达到综合性能要求。

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钛合金叶片的锻造工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种钛合金叶片的锻造工艺，该工艺包括如下步骤：

1）喷涂涂料：将钛合金叶片坯料和锻造模具表面喷涂玻璃润滑剂，涂层厚度为0.1-0.2mm。

2）加热：将经第1）步处理的坯料放入电阻炉内加热，电阻炉内的温度为950-960℃，保温10-15分钟；加热坯料的同时将锻造模具预热，预热温度为850-860℃；

3）锻造：对钛合金叶片坯料进行锻造，上模压下速度为0.15mm/s-0.25mm/s，直至上、下模具闭合，取出模内钛合金叶片坯料；

4）切边：将锻造完成的叶片锻件置于切边模具中，精切模具包括上下模板、阴模、阳模和固定轴，在上下模板之间设有导柱和导套，通过导柱和导套防止水平和垂直方向的偏移，下模板上固定有限位挡块，通过限位挡块将阴模固定防止滑动，在叶片锻件和阴模之间设有托料定位块，托料定位块的上端面与叶片锻件叶身型面形状相同，叶身型面与托料定位块的上端面接触，在室温条件下对叶片锻件进行切边，切边时被切除的部分位于托料定位块外侧，托料定位块能够防止切边时产生的变形；

5）后处理：对切边后的锻件进行吹砂和清洗。

本发明的有益效果为：

本发明对模具进行预热处理，特别是在大量实验的基础上，选择了合适的预热温度，使得锻造过程中，锻件热量散失缓慢，并且降低了坯料初始的加热温度，即降低了锻造的温度，同时结合锻造温度的调整，适当提高模锻的锻压速度，并采用专门设计的切边模具进行切边。上述工艺保证了钛合金叶片的综合使用性能，并且加工工艺简单，成本低廉。

具体实施方式

实施例一

一种钛合金叶片的锻造工艺，该工艺包括如下步骤：

1）喷涂涂料：将钛合金叶片坯料和锻造模具表面喷涂玻璃润滑剂，涂层厚度为0.1mm。

2）加热：将经第1）步处理的坯料放入电阻炉内加热，电阻炉内的温度为950℃，保温15分钟；加热坯料的同时将锻造模具预热，预热温度为850℃；

3）锻造：对钛合金叶片坯料进行锻造，上模压下速度为0.15mm/s，直至上、下模具闭合，取出模内钛合金叶片坯料；

4）切边：将锻造完成的叶片锻件置于切边模具中，精切模具包括上下模板、阴模、阳模和固定轴，在上下模板之间设有导柱和导套，通过导柱和导套防止水平和垂直方向的偏移，下模板上固定有限位挡块，通过限位挡块将阴模固定防止滑动，在叶片锻件和阴模之间设有托料定位块，托料定位块的上端面与叶片锻件叶身型面形状相同，叶身型面与托料定位块的上端面接触，在室温条件下对叶片锻件进行切边，切边时被切除的部分位于托料定位块外侧，托料定位块能够防止切边时产生的变形；

5）后处理：对切边后的锻件进行吹砂和清洗。

实施例二

一种钛合金叶片的锻造工艺，该工艺包括如下步骤：

1）喷涂涂料：将钛合金叶片坯料和锻造模具表面喷涂玻璃润滑剂，涂层厚度为0.2mm。