[发明专利]一种压气机转子叶片锻造的制坯方法

说明书

本发明属于压气机转子叶片锻件锻造成型技术领域，涉及一种压气机转子叶片锻造的制坯方法，步骤为：首先确定荒形；再根据荒形尺寸确定下料规格：最后根据荒形和下料规格制备挤压模具；最终利用挤压模具进行挤压成型；利用本方法改进后的工艺路线为：下料→加热挤压→加热预锻→加热终锻；节省了锻造生产成本；特别是针对对变形量要求严格的合金叶片锻件提供优质荒形，荒形的头部和杆部同时加热变形，避免了传统的挤压+镦头制坯形成空烧和无变形区域造成局部的组织不均匀。

技术领域

本发明属于压气机转子叶片锻件锻造成型技术领域，涉及一种压气机转子叶片锻造的制坯方法，特别是对变形量敏感的铁基、镍基变形高温合金叶片锻件。

背景技术

涉及航发、燃机压气机转子叶片锻件具有批量大的特点，故对锻件生产所涉及的坯料尺寸一致性和组织的稳定性提出了更高的要求。传统的转子叶片生产工艺路线是：下料→加热挤压→加热镦头→加热预锻→加热终锻。

为节省生产成本，改善荒形内部组织，需要将加热挤压、加热镦头两工序合二为一，但由于传统的挤压+镦头制坯，在挤压成形时，挤压件头部直径尺寸比所用原材料直径大2～3mm，基本无变形量；挤压后进行镦粗工序时，挤压件的杆部不参与变形，相当于加热空烧一火次，为避免形成空烧和无变形区域造成局部的组织不均匀，需要设计一种新的制坯模具，用于生产转子叶片锻造所需要的荒形。

发明内容

本发明的目的是：提供一种压气机转子叶片锻造的制坯方法，使得制坯模具能够用于生产转子叶片锻造所需要的荒形。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种压气机转子叶片锻造的制坯方法，所述方法包含以下步骤：

步骤一、确定荒形：

确定荒形的形状及尺寸，根据锻件图形状及叶身、叶根横截面的面积，乘以飞边系数，计算出荒形对应部位的杆部尺寸φ、头部尺寸φ1、头部轮廓尺寸□；荒形长度根据终锻件长度确定；过渡圆角借助仿真模拟软件，依据经验值选取，既要保证锻件成形，又要节省材料；

步骤二、确定下料规格：

根据荒形头部轮廓尺寸□确定原材料的直径规格Φ＝□－(1～4)mm，下料长度根据荒形的体积V，等体积转换，可得下料长度ι，所得下料规格为：Φ×ι；

并根据下料规格计算挤压比Ψ是否满足要求，不满足要求则调整原材料的直径Φ；

步骤三、制备挤压模具：

挤压模具由挤压阴模和冲头组成；

挤压阴模的型腔尺寸同荒形，坯料的热膨胀系数可忽略不计，型腔深度为下料长度ι+(5～10)mm，挤压带尺寸D＝(2～6)mm；

冲头的工作部分轮廓尺寸同荒形的头部轮廓尺寸□，长度同挤压阴模的型腔深度尺寸；冲头的工作部分与挤压阴模的型腔为间隙配合；

步骤四：制坯：

将合金棒材一端倒角，喷涂同材料属性匹配的高温玻璃润滑保护剂，加热至材料要求的始锻温度，将合金棒材有倒角的一端放入挤压阴模，进行挤压成型，锻至所述荒形的尺寸与规格。

步骤一所述飞边系数为1.05～1.15，既要保证锻件能够充满型腔，又减少飞边金属的浪费。

步骤一所述荒形长度＝锻件长度+5～10mm。

步骤二挤压比Ψ为在挤压成形时，挤压前棒料的总横截面积用Ft表示，与挤压后杆部的横截面积用∑Ft表示的比值，Ψ＝Ft/(∑Ft)。

挤压比Ψ选取3～12，既要保证足够的变形量来改善金属内部组织，又可避免挤压比过大，出现反向毛刺，增加模具磨损速度及变形抗力。另外，为了步骤二中计算出的下料规格满足挤压比Ψ，所以选取能保证上述要求的最大挤压比范围。