[发明专利]一种消除钛合金锻件锤上锻造低倍清晰晶的工艺

说明书

技术领域

本发明属于塑性成形技术领域，特别是涉及一种消除钛合金锻件锤上锻造低倍清晰晶的工艺。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐腐蚀性优异等特点，已成为现代航空发动机选用的主要材料之一。而在航空工业中主要应用的是钛合金锻件，用于飞机发动机风扇、压气机叶片及机匣等零件。钛合金锻造温度范围窄，锻造时的变形抗力和工艺塑性对应变速率比较敏感，锤上锻造时的变形热效应大，金属过热的危险性大，易引起锻件内部组织异常。实际生产中，特别是以拔长为主要工序的钛合金自由锻件的低倍组织检查中经常发现局部出现清晰晶现象，该种组织具有相对较低的强度和塑性，对疲劳性能不利，严重的成批量报废处理，造成巨大的成本损失。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种消除钛合金锻件锤上锻造低倍清晰晶的工艺，通过合理制定锻造工艺,消除了锻件低倍清晰晶现象。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种消除钛合金锻件锤上锻造低倍清晰晶的工艺，包括如下步骤：

(1)选择坯料规格计算重量：所选坯料截面积大于待加工锻件横截面积20％-30％，计算重量；

(2)依据所选的坯料尺寸，选择相应的自由锻锤；

(3)坯料加热：加热温度采用材料相变点以下40℃-50℃，相邻坯料间留有间隙；

(4)锤上自由锻造成形：按原始棒材流线方向锻造，以保证各截面的变形量；锻造时同一位置连续打击不超过2次，采用拔长工序时，按打击-翻转90°-打击-翻转90°工步进行。

进一步地，所述第(4)步锻造时，对于截面边长大于100mm的锻件，在锻造过程中每击打一次，中间停顿5秒-10秒，以保证锻件内部因变形产生的热量得以散失。

进一步地，所述坯料需多次加热时，重复步骤(3)-(4)，保证每次加热变形量在20％-30％。

本发明的有益效果为：

本发明通过合理制定锻造工艺，选择合适的变形温度，严格控制变形速度，采用多火次小变形量、大设备锻造等成形方式，改善了锻件的内部组织，消除了锻件低倍清晰晶现象，减少了锻件的成批报废损失，为钛合金锤上锻造低倍组织的改善提供了一条新的途径。

附图说明

图1为本发明以拔长为主要工序的方块类自由锻件锻造过程中截面变化示意图；其中各截面变形量控制在20％～30％左右，即S1-S2/S1＝S2-S3/S2＝0.2～0.3(其中S1、S2、S3为各截面的截面积)。

图2为拔长过程中反复翻转90°操作方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：本发明一种消除钛合金锻件锤上锻造低倍清晰晶的工艺，包括如下步骤：

(1)选择坯料规格计算重量：所选坯料截面积大于待加工锻件横截面积20％-30％，计算重量；

(2)依据所选的坯料尺寸，选择相应的自由锻锤；应选择比理论计算值略大的设备锻造，采用“大设备干小活儿”的方式，避免选用小设备连续重击快打，造成热效应过大而产生温升，导致锻件内部组织异常；

(3)坯料加热：采用电炉加热，加热温度采用材料相变点以下40℃-50℃，相邻坯料间留有间隙，保证均匀加热；

(4)锤上自由锻造成形：按原始棒材流线方向锻造，以保证各截面的变形量；因锤上自由锻速度较快，锻造时应控制打击频次，可重击慢打，锻造时同一位置连续打击不超过2次，采用拔长工序时，按打击-翻转90°-打击-翻转90°工步进行。

所述第(4)步锻造时，对于截面边长大于100mm的锻件，在锻造过程中每击打一次，中间停顿5秒-10秒，以保证锻件内部因变形产生的热量得以散失。

所述坯料需多次加热时，重复步骤(3)-(4)，保证每次加热变形量在20％-30％。