[发明专利]一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法

权利要求书

1.一种实现超大型涡轮盘锻件的极限成形方法，其特征在于，该方法对高温合金铸锭进行均匀化开坯处理，获得合金圆柱坯；将圆柱坯加热后转移至压力机上自由锻造成镦粗坯，将镦粗坯加热后转移至预模锻下模具上，对镦粗坯进行中间部分的预模锻成形；将锻坯回炉加热后转移至终模锻下模具上，再对锻坯进行边缘部分的终模锻成形，得到超大型涡轮盘锻件，所述方法包括如下步骤：

S1) 将使用双联熔炼工艺或三联熔炼工艺制备的高温合金铸锭进行均匀化开坯处理，获得高质量高温合金圆柱坯；

所述S1) 中的高温合金铸锭的各个组分的质量百分比为：Ni 50.0~55.0，Cr 17.0~21.0，Nb 5.00~5.50，Ti 0.65~1.15，Al 0.20~0.80，C 0.02~0.06，Co 0~1.00，Mo 2.80~3.30，Mn≤0.35，Si≤0.35，Cu≤0.35，P≤0.015，S≤0.015，Mg≤0.005，B≤0.005，余量为Fe，

S2) 将S1) 得到的圆柱坯按照一定加热规范加热至锻造温度，然后进行镦粗，镦粗过程为一火次或多火次完成，每火次结束后，需回炉加热至锻造温度；镦粗结束后空冷至室温，得到镦粗坯；

S3) 将S2) 得到的镦粗坯按照一定加热规范加热至锻造温度，然后转移至预模锻下模具上，驱动压力机对镦粗坯进行中间部分的模锻成形；

具体步骤为：

S3.1)将得到的镦粗坯加热，加热炉温度控制在700~750℃，加热5~6h，再调节加热炉温度至1030~1050℃，加热13~15h；

S3.2) 将S3.1) 加热后的镦粗坯取出，包覆保温材料，镦粗坯与保温材料之间采用高温粘结剂胶结，保温材料厚度5~10mm，包套后的镦粗坯继续回炉保温4~7h；

S3.3) 将S3.2) 回炉加热后的镦粗坯取出，5min之内转移至预模锻模具上，放置时确保镦粗坯中心与下模具中心对正，进行镦粗坯的中间部分模锻成形，模具温度不低于350℃，压下量为圆柱坯原始高度的40%~50%，压下速度为10~20mm/；所述预模锻模具的成形部位形状为带有倒圆的凸台，其直径与镦粗坯的上下表面的直径相近，

S3.4) 将S3.3) 预模锻成形后的锻坯取下，清除保温材料，

S4) 将S3) 得到的锻坯回炉加热，然后转移至终模锻模具上，驱动压力机对锻坯进行边缘部分的模锻成形，得到超大型涡轮盘锻件；

具体步骤为：

S4.1) 将得到的锻坯再重新包覆新的保温材料，回炉加热4~7h；

S4.2) 将S4.1) 回炉加热后的锻坯取出，5min之内转移至终模锻模具上，放置时确保锻坯中心与下模具中心对正，进行锻坯的边缘部分模锻成形，模具温度不低于350℃，压下量为圆柱坯原始高度的15%~25%，

所述终模锻模具的成形部位形状为带有限流凸起的凹台，其限流凸起位置的直径与预模锻模具凸台直径相近，

压下量的控制为前10%~20%压下量的压下速度为10~20mm/s，最后5%压下量的压下速度为1~2mm/s，

S4.3) 将S4.2) 终模锻成形后的锻件取下，清除保温材料，空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1) 中的双联熔炼工艺为真空感应熔炼+真空自耗重溶，或真空感应熔炼+电渣重溶；

所述S1) 中的三联熔炼工艺为真空感应熔炼+电渣重溶+真空自耗重溶。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2) 具体步骤为：

S2.1) 将S1) 得到的圆柱坯加热，加热炉温度控制在700~750℃，加热5~6h，再调节加热炉温度至1030~1050℃，加热10~15h；

S2.2) 将S2.1) 加热后的圆柱坯取出，包覆石棉保温材料，坯料与保温材料之间采用高温粘结剂胶结，保温材料厚度5~10mm，包套后的圆柱坯继续回炉保温4~7h；

S2.3) 将S2.2) 回炉加热后的圆柱坯取出，5min之内转移至自由锻模具上进行自由锻镦粗，模具温度不低于350℃，压下量为圆柱坯原始高度的10%~40%，压下速度为10~20mm/s；

S2.4) 将S2.3) 自由锻镦粗后的镦粗坯取下，清除保温材料；

S2.5) 若为一火次镦粗，则将S2.4) 的镦粗坯空冷至室温；若为多火次镦粗，则继续重复S2.2) ~ S2.4) 过程，再将镦粗坯空冷至室温；总的压下量为圆柱坯原始高度的30%~40%后结束镦粗；若镦粗后出现表面开裂，必须将开裂处车削去除。