[发明专利]一种大尺寸变截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的制造方法

说明书

本发明属于高温合金热加工技术领域，涉及一种大尺寸变截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的制造方法。本申请通过设计合理工装及设计简单的挤压小截面杆部+局部挤压大截面头部技术工艺路线对坯料进行模锻成形，实现了降低模锻成形压力、提高材料利用率，稳定锻件组织性能，提高生产效率进而最终降低了制造成本。

技术领域

本发明属于高温合金热加工技术领域，涉及一种大尺寸变截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的的制造方法。

背景技术

GH4169合金是一种以体心四方的γ＂和面心立方的γ＇相沉淀强化的镍基高温合金，主要应用于航空航天发动机的关键承力零件，这些关键承力零件制造时所用的锻件对性能有着很高的要求，大尺寸变截面动力涡轮后轴锻件(轮廓尺寸)一般采用“降镦比镦粗+约束镦粗+拔长杆部+机加荒型+模具镦头”的成形方法，采用这种成形方法生产此类锻件材料消耗较大，工序多且复杂，同时该锻件纵截面厚度差异较大，锻件大头较厚截面成形非常困难，锻件小头杆部不变形影响锻件组织均匀性，特别是对于大尺寸变截面涡轮后轴锻件需要4万吨以上设备才能满足锻造成形要求。

发明内容

发明目的：提供一种大尺寸变截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的制造方法，以利用小吨位油压机高效快捷的实现大尺寸异型截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的高质量加工。

本发明的技术方案是：

一种大尺寸变截面GH4169合金动力涡轮后轴锻件的制造方法，包括：

在直径的坯料下端面机加W°定位斜面；

将加热炉炉底板上放置一块厚为40～80mm的45#钢板，将加热炉升温至1020℃～1040℃后直接将坯料竖立放置在45#钢板上进行加热，坯料加热时间系数按照执行；

通过螺栓将导向模和阴模固定并放置在下模座上，将冲头固定在设备上模座上形成组合模具，将组合模具通过电磁感应预热至400～500℃，预热时间为5～10h，对预热后型腔喷涂石墨基润滑剂，其中，导向模中加工有导向型腔和锻件第一头部型腔，在阴模中加工有锻件杆部型腔和锻件第二头部型腔，其中，第一头部型腔和锻件第二头部型腔组成锻件头部型腔；

从加热炉取出保温到时后的坯料放进组合模具型腔内，在100MN油压机上对冲头施加压力F，垂直挤压速度为5～10mm/s，第一工步压至欠压量δ为10～15mm，挤压出锻件杆部，第二工步压靠成形，最终制出锻件。

进一步地，还包括：对锻件进行950～980℃固溶处理，保温时间60±10min。

进一步地，还包括：对锻件进行720℃保温8h后炉冷至650℃，保温8h，空冷。

进一步地，冲头的杆部直径冲头端部设置有导向锥面。

进一步地，导向型腔直径

进一步地，冲头、导向模、阴模均为H13模具材料，硬度均为50～55HRC。

进一步地，阴模的锻件杆部型腔的与和锻件第二头部型腔的连接处设置有10～20mm的挤压工作带。

进一步地，锻件头部直径ΦB与冲头的杆部直径满足A≈0.5～0.8B。

本发明的有益效果是：

针对GH4169合金大尺寸变截面涡轮后轴锻件，传统采用“降镦比镦粗+约束镦粗+拔长杆部+机加荒型+模具镦头”的制造方法，因坯料大头投影面积大，坯料杆部尺寸长，采用传统技术工艺方法设备吨位无法同时满足坯料大头及杆部成形压力要求，且需多火次中间坯料成形，坯料杆部最后一工步只进行空烧加热，没有变形，杆部组织力学性能较差。