[发明专利]一种大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法

权利要求书

1.一种大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、自由锻制坯

S1-1、坯料的预热保温：将TC17钛合金棒材置于电阻炉中进行预热，预热温度为T_β-30℃～T_β-50℃，炉温达到预热温度后保温，得到预热坯料，所述T_β为TC17合金的相变点温度；

S1-2、自由锻造：将所述预热坯料出炉进行若干火次平模镦饼及胎膜镦粗成形，自由锻后散开并进行空冷，得到自由锻坯料；

S1-3、机械加工：将步骤S1-2得到的自由锻坯料进行机械加工，得到具有异形截面形貌的坯料；

S2、β热模锻

S2-1、坯料的预热保温：首先将步骤S1-3处理后的坯料置于电阻炉中进行低温预热，预热温度为T_β-30℃～T_β-50℃，炉温达到预热温度后保温，低温预热完成后将电阻炉温升至T_β以上进行高温预热，预热温度为T_β+30℃～T_β+50℃，保温完成后，采用保温隔热材料对坯料进行全面包裹，得预热坯料；

S2-2、热模锻：将所述预热坯料出炉进行一火热模锻，模锻后散开并进行强制风冷；

S3、热处理，将步骤S2-2处理后的锻件进行固溶和时效热处理；

所述S1-2中所用平模需进行锻前预热，预热温度为250～350℃，预热时间≥12h，所述S2-2中所用的锻造模具需进行锻前预热，预热温度550～600℃，预热时间≥12h；

步骤S2-2模锻采用的压制方式为分阶段变速压制方式，具体为：先进行第一阶段锻造处理，然后再进行第二阶段锻造，其中第一阶段锻造速度为3～5mm/s，第二阶段锻造速度为0 .5～1mm/s。

2.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，步骤S1-1和S2-1中保温时间为t分钟，t＝η×δmax，其中，η为坯料的加热系数，对于自由锻制坯η的取值为0 .6～1 .0，对于β热模锻低温预热η的取值为0 .6～1 .0，高温预热η的取值为0 .3～0 .5，δmax均为坯料的最大截面厚度，单位为mm。

3.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，所述S1-2中单火次锻造变形量为20％～50％；所述S2-2通过合理的设计模锻荒坯，控制终锻完成锻件内部各部位等效应变0 .7～1 .2。

4.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，步骤S1-1和步骤S2-1预热前需对坯料表面涂覆防护润滑剂，所述步骤S1-2和步骤S2-2的模具先喷涂水性石墨乳再进行使用。

5.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，步骤S1-2自由锻终锻温度大于等于700℃，步骤S2-2模锻终锻温度大于等于800℃。

6.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，步骤S2-2模锻处理后进行冷却的方式为风冷，风量为40000-50000m³/h。

7.根据权利要求1所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，步骤S3中的固溶处理是将加热炉预热至788℃～816℃，然后将锻件入炉加热保温，温度波动范围不超过±14℃，保温4h后进行风冷或水冷至室温；时效热处理是将加热炉预热至602℃～685℃，然后将固溶处理后的锻件入炉加热保温，温度波动范围不超过±8℃，保温8h后空冷至室温。

8.根据权利要求7所述的大型TC17钛合金整体叶盘锻件β热模锻造成形的方法，其特征在于，所述固溶处理时，锻件从加热炉内转移至风冷或水冷介质中的时间不超过45s。