[发明专利]提高盘类锻件组织均匀性的闭式锻造方法

说明书

本发明公开了一种提高盘类锻件组织均匀性的闭式锻造方法，包括：根据锻件成品的规格要求，设计锻件荒坯尺寸图，选择锻造设备、选取棒料作为原材料，设计闭式制坯工艺路线；制备闭式制坯模具组；根据闭式制坯工艺路线，在闭式制坯模具组内通过锻造设备锻造成型荒坯；对荒坯进行模锻，模锻一火成型盘类锻件成品。利用本发明的闭式锻造方法，盘类锻件荒坯的锻造成形在闭式模具内进行，根据坯料高度/直径的比值选用不同结构形状的模具，有效提高锻件探伤水平和晶粒度等级，由此提高盘类锻件组织均匀性，显著提高产品合格率和质量稳定性；并且显著减少锻造火次，大大缩减了生产周期，节约了经济成本，显著提高了生产效率济成本。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，尤其涉及一种提高盘类锻件组织均匀性的闭式锻造方法。

背景技术

随着机械、航空、航天等领域的不断发展，对盘类锻件的组织均匀性要求越来越高，组织均匀性主要由探伤水平和晶粒度等级表征。盘类锻件的荒坯很大程度上决定了盘类锻件产品最终的组织均匀性水平。因此，盘类锻件对制坯的工艺过程设计和探伤组织均匀性越来越重视。组织均匀性要求高的盘类锻件的常规锻造制坯方法是在一定的温度范围内，采用10～15火次反复镦粗加拔长大变形，来达到细化金属晶粒、组织均匀的状态。但大规格、大吨位金属原料冶炼凝固过程中，局部晶粒组织难免粗大聚集，后续开坯锻造时很难完全破碎细化，晶粒不仅粗大还有明显的方向性，这对于作为回转体工作件的盘类锻件是致命的。因此，锻造厂家需要制定工艺方案来改善冶炼后的原材料的组织均匀性。现有的改锻工艺路线采用低-高-低不同温度条件下匹配的变形来进行镦拔锻造制坯，得到理想的荒坯尺寸后进行机加、探伤检测。如若不合格，需要继续改锻返修并重复机加、探伤，直至合格为止。荒坯合格后，进行模锻，得到所需尺寸的盘类锻件。

对于探伤组织性水平要求高的盘类锻件，采用上述传统锻造制坯方法，不但生产周期长、生产成本高、材料利用率低，而且严重影响产品合格率和交付规定节点。因此，迫切需要一种新的锻造制坯方法，来提高盘类锻件的组织均匀性水平。

发明内容

为至少部分地解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种提高盘类锻件组织均匀性的闭式锻造方法，包括以下步骤：

S1)根据锻件成品的规格要求，设计锻件荒坯尺寸图，选择合适吨位的锻造设备、选取规格为直径D0×高度H0的棒料作为原材料，然后设计闭式制坯工艺路线，其中，锻件成品的规格要求包括锻件成品的形状、尺寸、重量，闭式制坯工艺路线包括锻造火次N、每火变形量ε、每火加热温度T；

S2)制备闭式制坯模具组，所述闭式制坯模具组包括第一模具、第二模具、第三模具，第一模具、第二模具、第三模具均包括上模座、下垫块、下模座、下模和上模冲头，其中，第一模具的上模冲头和下垫块为平模结构，第二模具的上模冲头和下垫块为凸台型结构，第三模具的上模冲头和下垫块为凹槽型结构；

S3)根据闭式制坯工艺路线，在闭式制坯模具组内通过锻造设备锻造成型荒坯，具体包括：

S3.1)如果棒料高度H0/直径D0的比值在1.0～1.7，则锻造火次N＝1，按加热温度T加热棒料后放入第一模具内按变形量ε锻造成型符合荒坯尺寸要求的荒坯；

S3.2)如果棒料高度H0/直径D0的比值在1.8～2.5，则锻造火次N＝2，在一火锻造中，按一火加热温度T1加热棒料后放入第二模具内并按一火变形量ε1锻造中间坯料；在二火锻造中，将中间坯料按二火加热温度T2加热后放入第一模具内并按二火变形量ε2锻造成型符合荒坯尺寸要求的荒坯；