[发明专利]一种带有翘曲薄板钛合金锻件的近净成形方法

说明书

本发明公开了一种带有翘曲薄板钛合金锻件的近净成形方法，该方法首先将原始坯料通过预锻和终锻两个阶段形成目标结构件，使得每一个阶段的结构件的形变量较小，提高每一个阶段的形变控制精度，同时减少锻造过程的拉伤或撕裂等缺陷；每一次锻造过程中，针对不同的成型部位采用不同的锻造工艺，提高锻造成型精度，减少因锻造方法和成型件尺寸的不匹配而造成的折叠缺陷、拉伤或撕裂等缺陷的产生，且最终形成锻件的流线性好；实际应用中发现，通过该方法进行锻造的锻件，锻件的一次荧光合格率从20％提高到100％，锻件合格率从60％提高到98％以上；大大提高了成型率，减少了材料的浪费。

【技术领域】

本发明属于结构件锻造成形技术领域，涉及一种带有翘曲薄板钛合金锻件的近净成形方法。

【背景技术】

带有翘曲薄板的合金近净成形锻件机械加工余量少，对于锻件尺寸、形状和表面质量要求较高。锻造方法不当导致锻件薄板翘曲R处产生大量折叠缺陷；切边时翘曲薄板处产生拉伤、撕裂等缺陷，导致锻件大量报废。

对于在热加工和热处理过程中会发生共析反应的合金，如果在热处理过程中工艺控制不当，析出的二相粒子会影响材料的力学性能；如Ti-230是一种含有金属间化合物Ti₂Cu的近α型二元钛合金，Cu含量在2％到3％之间。该合金可在退火状态或强化状态下使用。该合金在热加工和热处理过程中会发生共析反应，若工艺控制不当，析出的Ti₂Cu粒子会影响材料的力学性能。

针对此类带有翘曲薄板的合金在锻造过程中如何保证其力学性能，提高锻件的成型成功率，是急需解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带有翘曲薄板钛合金锻件的近净成形方法；该方法针对带有翘曲薄板锻件采用近净成型的方法，节约了材料消耗，实现了锻件翘曲薄板部分的精密厚度尺寸，解决了锻件翘曲薄板部分被拉伤、撕裂的问题

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种带有翘曲薄板钛合金锻件的近净成形方法，包括以下步骤：

步骤1，切割并加工坯料，形成原始坯料；所述原始坯料包括一体连接的圆柱体和倒锥台；

步骤2，在原始坯料表面喷涂玻璃润滑剂；

步骤3，将涂覆有玻璃润滑剂的原始坯料放置在加热炉中加热，将预锻模具放置在模座中进行预热；将加热后的原始坯料放置在预锻模具中进行预锻，冷却后形成预锻件；所述预锻件包括一体连接的初始翘曲薄板和初始凸台，初始翘曲薄板由圆柱体镦粗成型得到，初始凸台由倒锥台挤压成形得到；

步骤4，将预锻件放置在加热炉中加热，将终锻模具放置在模座中进行预热；将加热后的预锻件放置在终锻模具中进行终锻，冷却后形成终锻件；所述终锻件包括一体连接的最终翘曲薄板和最终凸台；最终翘曲薄板由初始翘曲薄板镦粗成型得到，最终凸台由初始凸台挤压成形得到；

步骤5，将终锻件进行切边处理；

步骤6，清理终锻件表面，带有翘曲薄板钛合金锻件成型结束。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，圆柱体外端面的棱边和倒锥台外端面的棱边均进行倒圆角处理。

优选的，步骤3中，设定圆柱体的直径为D₁，加热炉中原始坯料的加热温度为T₁；被锻造合金从α+β相转变为β相的相变温度为T₀，T₁＝T₀-(20～40)℃；加热炉内的加热时间t₁＝D₁×(0.9～1.1)。