[发明专利]一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法及模具

说明书

本发明是一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法及模具，该该方法是将高温合金粉末置于一个挤压腔内，从挤压腔的一端向内进行挤压，在挤压腔的另一端设置包套料块(5)，高温合金粉末经挤压后进入包套料块(5)内形成带包套的粉末高温合金锭坯。本发明方法通过反挤压使得包套实现从块体到桶体的一次性成形，在这一过程中，粉末高温合金作为压力的传载，促使包套成形，从而促进了粉末高温合金微观组织的改善。

技术领域

本发明是一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法及模具，属于热加工技术领域。

背景技术

粉末高温合金是为了解决铸锻合金高温合金高合金化造成的凝固偏析和变形困难而发展起来的盘件材料。高合金化粉末高温合金具有耐高温、高强韧性和低裂纹扩展速率等综合性能优异的优点，是制造高性能、高可靠性、长寿命先进航空发动机用涡轮盘等耐高温部件的首选材料。但是，高合金化粉末高温合金一般对温度极其敏感，加工窗口窄，属于难变形合金，导致在工艺执行和组织控制过程中存在一定的困难。

国内粉末高温合金主要用来制备高性能发动机涡轮盘等热端部件，主要采用粉末热等静压+挤压+等温锻造的工艺方法制备，在挤压开坯工艺前后，需要利用钢材料制备挤压用包套，其工艺特点是工艺复杂，制备周期长，成本高，而且，在不同的工序之间需要对构件坯料进行多次机械加工，以满足工序对构件坯料形状和表面状态的要求，造成了材料利用率低。

发明内容

本发明正是针对上述国内现有技术中存在的不足而设计提供了一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法及模具，其目的是提高粉末高温合金构件的生产效率和材料利用率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提供了一种带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法，其特征在于：该方法是将高温合金粉末置于一个挤压腔内，从挤压腔的一端向内进行挤压，在挤压腔的另一端设置包套料块5，高温合金粉末经挤压后进入包套料块内形成带包套的粉末高温合金锭坯。

在传统热等静压工艺中，包套通过上、下端盖和管材焊接在一起，在热等静压过程中存在焊缝漏气裂开等风险，造成高温合金粉末废料，本发明方法通过反挤压使得包套实现从块体到桶体的一次性成形，在这一过程中，粉末高温合金作为压力的传载，促使包套成形，从而促进了粉末高温合金微观组织的改善。

进一步，所述高温合金粉为雾化高温合金粉，称取的重量按以下公式计算：

m_装载=m_计算/0.8 公式1

式中：m_装载为装载到挤压腔内的雾化高温合金粉末重量，m_计算为根据构件的体积计算得到的雾化高温合金粉末重量。

进一步，挤压前，将高温合金粉末及挤压腔体加热到1050-1150℃，保温并热透。

在一种实施中，从挤压腔的一端向内进行挤压的速度为17mm/s～20mm/s，当挤压腔内成型的粉末高温合金锭对包套料块5继续进行挤压时的速度为5mm/s～15mm/s。进一步，挤压腔内成型粉末高温合金锭的压力应达到500-800MPa。

在一种实施中，所述包套料块5的材料为304不锈钢。

本发明技术方案还提供了一种用于上述带包套的粉末高温合金锭坯的反挤压制备方法的模具，其特征在于：该模具采用一个中空圆筒形的护环3作为挤压腔，护环3的外围套装挤压筒2且与挤压筒2过渡配合，用于挤压的上压头1与护环3紧密配合，包套料块5设置在护环3的下端并与挤压筒2紧密配合，下压头6设置在包套料块5的下端并与挤压筒2紧密配合用于顶压包套料块5。

在一种实施中，构成模具的组件均采用断裂强度超过2000MPa的钢材料制成备。