[发明专利]一种钛合金锻件近等温精密锻造方法

说明书

本发明属于钛合金成形技术领域，尤其涉及一种钛合金锻件近等温精密锻造方法。本发明采用多火次模锻的锻造方式，无需采用耐900℃高温的昂贵模具，模具在较低的预热温度下即可实现钛合金锻件的近等温精密锻造，从而大幅降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及钛合金成形技术领域，尤其涉及一种钛合金锻件近等温精密锻造方法。

背景技术

钛合金以其高强度、低密度和良好的耐热耐腐蚀性能在航空航天领域具有广泛应用。为了保证钛合金锻件的精度、强度和性能一致性，采用精密模锻技术进行制造具有工艺优势。由于钛合金强度高、变形抗力大，且组织性能对工艺参数敏感，因此，为了提高其成形精度，等温精密成形是首选的成形技术。然而钛合金的等温成形温度通常高达900℃以上，其等温精密成形通常需要在真空或惰性气体下采用TZM合金模具，或者在大气环境下采用K403等高温合金模具，模具材料昂贵，制造成本高。

钛合金近等温锻造技术是在等温锻造技术上发展起来一种先进的锻造技术，它是将模具温度加热到低于工件温度30～80℃，采用一定应变速率锻造，但是模具仍然需要采用耐800℃高温的模具，并不能从根本上解决高温合金模具材料昂贵，制造成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金锻件近等温精密锻造方法，采用本发明提供的方法进行钛合金锻件近等温精密锻造，无需采用昂贵的高温合金模具，制造成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钛合金锻件近等温精密锻造方法，包括以下步骤：

(1)将钛合金制坯件加热至960～980℃，得到预热坯；将模具预热至490～510℃，得到预热模具；

(2)采用所述步骤(1)得到的预热模具对所述步骤(1)得到的预热坯进行第一次模锻，得到第一预锻件；所述第一次模锻过程中，模具温度在400℃以上，当锻件温度低于900℃时停止模锻；

(3)将所述步骤(2)得到的第一预锻件加热至960～980℃，得到预热锻件；将模具预热至490～510℃，得到预热模具；

(4)采用所述步骤(3)得到的预热模具对所述步骤(3)得到的预热锻件进行第二次模锻，得到第二预锻件；所述第二次模锻过程中，模具温度在400℃以上，当锻件温度低于900℃时停止模锻；

(5)将所述步骤(4)得到的第二预锻件依次重复所述步骤(3)和步骤(4)，得到钛合金锻件；所述重复次数在1次以上；

上述不同次模锻过程中所用模具的材质为耐500℃热模具钢。

优选的，所述步骤(1)中钛合金制坯件的制备方式为将钛合金原料进行锻压，得到钛合金制坯件。

优选的，所述钛合金制坯件的材质包括TC4钛合金、TC3钛合金、TA15钛合金或TC11钛合金。

优选的，相邻次模锻的变形程度依次递减0～30％。

优选的，所述步骤(2)中第一次模锻的变形程度为40～60％。

优选的，当所述步骤(5)中重复次数为1时，第一次模锻的变形程度为40～60％，第二次模锻的变形程度为20～30％，第三次模锻的变形程度为10～20％。

优选的，每次模锻之后还包括对锻件进行后处理，所述后处理的方式为飞边切除、表面修伤和喷砂处理中的一种或多种。

优选的，不同次模锻过程中所用模具的材质独立地为5CrNiMo钢或H13钢。

优选的，不同次模锻过程中使用模锻锤进行模锻，所述模锻锤的下压速度为3～7m/s。

本发明提供了一种钛合金锻件近等温精密锻造方法，包括以下步骤：