[发明专利]IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法

说明书

本发明公开了IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤。本申请采用近净成型技术，锻件更贴合最终零件型面，提高了材料利用率，减少了加工周期；采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

技术领域

本发明属于锻件制备技术领域，尤其涉及IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法。

背景技术

目前，航空发动机用机匣类锻件一般采用高温合金或钛合金材料，材料成本高，矩形锻件材料利用率低，近净成型技术得到大范围应用。IN718合金为难变形合金，材料流动性差，变形抗力大，对机匣成型过程提出了更高的要求。采用近净成型技术设计的锻件重量为178kg，矩形锻件重量轻626kg，节约材料448kg，大大提高了材料利用率，降低了成本，缩短加工周期。但是，锻件斜度较大，大小端直径变化大，异形型面复杂(根据JB/T10478复杂系数S为0.28属于S3组(S3＜0.35))，内外径均有多个法兰，高度高壁厚薄，高厚比大。在轧制该类型机匣环锻件时，需要制备体积分布合理的异形中间坯料，根据锻造过程坯料体积不变的原理，坯料的型面、斜度、壁厚差等问题都会对终轧造成影响，所以异形坯料的制备是锻件成型的关键。

目前，关于机匣类锻件生产加工的公开文献有一些，例如：

1、专利申请CN201711445898.3，公开了一种多台阶大直径机匣环锻件及其制造方法。本发明通过下料、镦粗、冲孔、马架扩孔、掰斜、胎膜制坯、预轧、轧制成形的流程对机匣环锻件进行制造，通过镦粗、冲孔、马架扩孔和胎膜制坯，使坯料高度方向的体积分布特点符合锻件最终成形要求；通过特殊的构造使得坯料得以大端向下，从芯辊模具上方装载，保证坯料轧制稳定；通过调整环坯尺寸，使坯料和模具接触紧密，防止坯料轴向窜动；前期使用高温大变形来细化晶粒，后续异形制坯及成形过程采用低温小变形来维持晶粒不变，使晶粒得到充分细化。最终得到了一种轧制平稳，能很好的保证锻件轧制精度的多台阶大直径机匣环锻件的制造方法。

2、专利申请CN201811625123.9，公开了一种718plus异形环锻件成形方法，采用逐步的聚料和轧制生产718plus异形环锻件，具体包括以下步骤：下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、矩形预轧、异形预轧、终轧步骤。本发明在加工过程中采用胎膜进行镦粗冲孔，能消除坯料出现的鼓肚，提高坯料质量和产品一致性；采用保温涂料、石棉处理坯料，能防止坯料出现裂纹，保持良好的加工性能。本申请制造方法生产的718plus环锻件，外形尺寸满足零件加工要求，且易成形；制造过程中机加工去除的余量较小，且生产周期短，材料利用率高，成本低；能有效的减少坯料表面开裂，并通过控制锻造温度，获得符合锻件标准要求的组织和性能。该专利申请是对矩形坯料进行轧制，不进行胎模成型。

但是，以上专利申请以及传统锻造中间坯制备过程为矩形坯料在模具中成型，但对于轴向非对称多法兰机匣环件来说，既要分配好型面体积又要保证型面与成型模具型腔贴合是很困难的，因为外径两端的法兰若在模具中成型，则必须制备多个模具以保证锻件可以顺利从模具中脱出，其操作难度大，步骤复杂，尤其是在胎膜阶段很复杂，难以控制锻造时间，影响锻件性能。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法。本申请采用近净成型技术，锻件更贴合最终零件型面，提高了材料利用率，减少了加工周期；采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：