[发明专利]一种适用于高温钛基材料的真空等温锻造工艺及装置

说明书

本发明公开一种适用于高温钛基材料的真空等温锻造工艺及装置，涉及等温锻造技术领域，包括加热炉，凸模通过高温螺栓与压头连接，凹模通过高温螺栓与模具底座固定连接；加热炉下壁设有卸料装置，便于坯料的放入及成形锻件的取出，加热炉配有的真空泵组及测氧仪装置，可实现等温锻造过程的真空环境及炉内氧含量的监控，该装置可保障从坯料和模具加热、后续的锻造工序等全过程完全封闭，可保障最终成型件的精度及性能和延长模具的使用寿命等作用。可实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺，能够实现真正意义上的真空等温锻造。

技术领域

本发明涉及等温锻造技术领域，特别是涉及一种适用于高温钛基材料的真空等温锻造工艺及装置。

背景技术

等温锻造技术特别适合于那些锻造温区窄的难变形材料，如600℃用Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金，650～750℃用近α高温钛基复合材料以及更耐高温的TiAl合金。该技术是在传统模锻工艺基础上发展起来的一项新工艺，是将模具和坯料同时加热到锻造温度，并使坯料在一段温度变化很窄的区间下，完成变形的过程。但目前现有的等温锻造技术存在模具加热不均匀、保温环境得不到充分保障等诸多问题。

而且现有的等温锻造模具，均不具有真空热处理的装置，所谓真空热处理加工技术，指的是真空技术和热处理技术相结合的新型热处理技术。其中，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境。与常规热处理相比，真空热处理加工技术可同时实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂、除气及分解氧化物等作用，可以防止在热处理的过程中坯料表面出现氧化皮，从而影响构件的精度及性能，同时可避免坯料表面氧化皮与模具的摩擦，可大大减少修补及更换费用等运行成本，延长模具的使用期限。真空等温锻造技术尤其是对那些精度较高的大型钛合金薄壁复杂构件的整体成形具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高温钛基材料的真空等温锻造工艺及装置，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于高温钛基材料的真空等温锻造装置，包括下横梁，所述下横梁顶端设置有工作台面，所述工作台面顶端设置有模具底座，所述模具底座顶部设置有加热炉，所述加热炉一侧设置有炉门，所述加热炉内壁设有加热元件；所述下横梁顶端固定安装有立柱，所述立柱顶端固定安装有上横梁，所述立柱上滑动套设有活动横梁，所述活动横梁设置于所述上横梁与所述加热炉之间；所述活动横梁底端固定安装有压头，所述压头底端伸入至所述加热炉内，且所述压头与所述加热炉滑动配合；所述加热炉内设置有凸模和凹模，所述凸模可拆卸安装在所述压头的底端，所述凹模可拆卸安装在所述模具底座上；所述加热炉上安装有真空泵组，所述活动横梁与所述上横梁之间设置有动力装置，所述真空泵组用于将所述加热炉内部抽真空，所述动力装置用于驱动所述压头进行移动。

优选的，所述加热炉内设置有测氧仪，所述测氧仪用于对炉内的氧含量进行实时监测。

优选的，所述加热炉的内壁设有耐高温密封隔热层。

优选的，所述模具底座内设置有卸料装置，所述卸料装置用于对所述凹模内的坯料进行脱模。

优选的，所述加热元件为感应加热线圈。

优选的，所述加热炉内的气压介于10^-1pa～10^-5pa。

优选的，所述加热炉内设置有温控单元，所述温控单元用于对所述加热炉内的温度进行实时监测。

优选的，所述加热炉外侧设置有真空泵开关、氮气泵开关、加热元件开关、液压机油箱开关和显示屏，所述真空泵开关用于控制所述真空泵组的启闭，所述氮气泵开关用于维持所述加热炉内的压力值，所述加热元件开关用于控制所述加热元件的启闭，所述液压机油箱开关用于控制所述动力装置的启闭，所述显示屏用于显示所述加热炉内的气压、氧含量以及温度的值。

一种高温钛基材料盘类锻件的真空等温锻造工艺，采用真空等温锻造装置，具体包括以下步骤：