[发明专利]一种大型钛合金中央件的锻造成形方法

摘要

本发明属于难变形材料加工塑性成形领域，涉及一种大型钛合金中央件的锻造成形方法。本发明包含以下步骤：步骤1，根据零件的形状、尺寸、材料特性，设计锻件数模；步骤2，设计模锻用荒坯图和模锻模具图，并进行模具制造；步骤3，使用专用机加设备对棒料两端进行倒大圆角；步骤4，使用模锻液压机进行胎膜锻制坯；步骤5，使用模锻液压机进行模锻；步骤6，对锻件进行热处理。本发明通过上述方法实现了大型中央件常规锻造的生产，具有工艺简单、批量一致性好等特点。实现了新型直升机旋翼系统对疲劳关键件轻量化‑高能效‑长寿命‑低成本的设计指标。

主权项

1.一种大型钛合金中央件的锻造成形方法，具体包含以下步骤：步骤1，设计锻件图；首先，分析零件图，包括产品零件外廓尺寸、投影面积、最小截面厚度和最大截面厚度及外径大小结构特征，其次，根据上述零件特征，确定锻件余量、拔模斜度、圆角半径参数，进而进行锻件设计；步骤2，设计模锻用荒坯图和模锻模具图，并进行模具制造；荒坯图以胎膜锻过程每火次的变形量25％～50％，模锻时变形量25％～30％，以及胎膜锻各截面面积与相对应处锻件截面面积之比为1.1～1.3的原则设计；根据锻件尺寸，依据0.4％～0.8％的热收缩率和模具与模座的装卡，设计出模锻模具图，模锻模具型腔与热锻件尺寸一致，以利于坯料在型腔中最终流动和成形；根据模具图进行模具的加工制造，并严格控制模具型腔表面粗糙度；步骤3，使用专用机加设备对棒料两端进行倒大圆角；其包含以下程序：(a)使用专用打磨吊挂将棒料两端尖角倒钝；(b)在数控卧式车床上将棒料两端倒钝的尖角倒大圆角，保证圆角R80～R100mm；步骤4，使用模锻液压机进行胎膜锻制坯；其包括以下程序：(a)利用制造好的模具进行胎膜锻制坯，模具在天然气炉中预热至100～350℃后安装到模锻设备上；(b)棒料在电炉中进行加热，加热温度Tβ‐(15～45)℃，保温时间按0.5‐1.2min/mm计算；每火次坯料保温时间达到工艺规定要求时出炉对坯料进行包套，防止锻造过程中坯料过快降温，并将坯料回炉保温30min后出炉锻造；(c)锻造前对模具型腔进行水基石墨润滑；(d)棒料出炉后置于模锻之间进行胎膜锻制坯，并控制每火次的压下量，压制速度2～10mm/s，得到符合工艺要求的荒坯；(e)空冷；重复上述a～e步骤3～5次；步骤5，使用模锻液压机进行常规模锻；其包含以下程序：(a)利用制造好的模具进行常规模锻，模具在天然气炉中预热至100～350℃后安装到模锻设备上；(b)喷涂防护润滑剂：将坯料置于电炉中预热至100～200℃，保温60～90min后均匀喷涂润滑剂，喷涂厚度0.3～0.8mm，保证坯料表面喷涂后厚度均匀；(c)将坯料使用电炉进行加热，加热温度Tβ‐(15～45)℃，保温时间按0.5‐1.2min/mm计算；每火次坯料保温时间达到工艺规定要求时出炉对坯料进行包套，防止锻造过程中坯料过快降温，并将坯料回炉保温30min后出炉锻造；(d)锻造前对模具型腔进行水基石墨润滑；(e)将坯料出炉后置于模锻之间进行常规模锻，并控制每火次的压下量，压制速度2～6mm/s，得到符合图纸要求的锻件；(f)空冷；重复上述a～f步骤1‐2次；步骤6，对锻件进行热处理。