高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法及高温合金锻件的锻造方法技术

本发明专利技术涉及一种高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法及高温合金锻件的锻造方法，包套方法包括以下步骤：清洁坯料表面；裁切与坯料形状和尺寸相适的包覆物；将高温粘结剂涂抹在所述包覆物的一面；涂抹高温粘结剂的包覆物的一面覆盖到所述坯料的表面，用玻璃纤维布缠绕，得到包套的坯料；所述包覆物为硅酸铝纤维毯或硅酸铝毡。本发明专利技术提供的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，发明专利技术人经过反复试验后发现，玻璃纤维布可以取代以往的不锈钢套和/或金属固定条，使得整个包套及锻造过程操作更方便，成本更低廉，提升了产品的质量和加工的效率。

Room temperature composite soft cover method for hot die forging of Superalloy Forgings and forging method of Superalloy Forgings

【技术实现步骤摘要】
高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法及高温合金锻件的锻造方法
本专利技术涉及一种金属材料的加工工艺，尤其是涉及一种高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法以及锻造方法。
技术介绍
难变形高温合金具有高合金化、高强化相含量的特点，在涡轮盘锻件模锻过程中存在热加工温度较高(一般在1000～1200℃)、变形窗口温度范围较窄、热塑性差、易开裂、完全再结晶较难、变形抗力大等突出问题，且对温降敏感。当变形温度低于合金最佳热加工区间(一般为不超过100℃)后，一方面合金热加工性能恶化，导致锻件表面易开裂、变形抗力增大；另一方面合金完全再结晶困难，导致锻件容易出现粗晶和混晶，因此难变形高温合金涡轮盘模锻过程中锻造温度的控制对于获得理想的盘锻件尤其重要。一般采用等温锻造生产难变形高温合金涡轮盘锻件以保证锻造温度不降低，但等温锻造存在锻造设备要求高、模具材料要求高、锻造过程相对复杂、生产效率低、生产成本高等劣势。因此我国一般采用对坯料采取各种保温措施的热模锻制备变形高温合金涡轮盘锻件，尤其是大尺寸难变形高温合金涡轮盘锻件的制备。典型的保温方法是在坯料表面包裹一定厚度的硅酸铝纤维保温毯，以减缓坯料转移及坯料与上下模接触时因辐射、对流及热交换导致的热量损失，从而减少坯料的温降，以保证模锻温度。传统的方法主要有不锈钢硅酸铝复合硬包套(专利号CN101147950A)以及硅酸铝纤维保温毯热软包套(参见CN103394629B)等。不锈钢硅酸铝复合硬包套的特点是在室温下对坯料进行包套操作，坯料外涂抹玻璃润滑剂，再在坯料外表面包覆一层硅酸铝纤维毯或者硅酸铝纤维毡，最外边焊接一层不锈钢套，然后加热锻造。采用不锈钢硅酸铝复合硬包套全程在室温下操作，避免了高温热包套时的灼烧危险和恶劣环境。但采用不锈钢硅酸铝复合硬包套的最主要的问题是锻造后锻件表面质量较差，由于不锈钢套的塞积导致锻件表面出现不均匀的凹坑，影响了尺寸的精度，导致盘锻件加工余量变小甚至尺寸不达到，为降低凹坑导致的盘锻件尺寸不合格的风险，一般需要盘锻件单边多增加3到5毫米的余量，造成原材料的浪费；同时坯料包套后加热，会由于包套的隔热作用，导致有包套坯料透保的时间比无包套坯料增加。硅酸铝纤维保温毯热软包套是先将坯料在加热炉中加热到一定温度(一般为锻造温度附近)保温后，再将坯料取出，然后人工将一层表面涂抹高温粘结剂的硅酸铝纤维毯包裹在坯料外表面，最后再加热保温后锻造。该方法的优点是：1)由于硅酸铝纤维毯在锻造过程中协调性好，锻造后的残余物分布均匀，不会存在不锈钢套的塞积导致锻件表面出现不均匀的凹坑，因此盘锻件表面质量好，尺寸控制精确；2)坯料加热到一定温度保温后包套，能缩短坯料透保时间。该方法的缺点是：1)需要将坯料加热到1000℃以上再出炉包套，需要工人高温操作，安全性和操作性较差；2)当锻造坯料较多时，包套时间较长和频繁开关炉门会导致的温降，使每件坯料包套后的实际温度都不同，不利于锻造过程一致性的控制。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，该方法简便，操作安全，节约成本，产品质量提升显著。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：在第一方面，提供了一种高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，包括以下步骤：清洁坯料表面；裁切与坯料形状和尺寸相适的包覆物；将高温粘结剂涂抹在所述包覆物的一面；涂抹高温粘结剂的包覆物的一面覆盖到所述坯料的表面，用玻璃纤维布缠绕，得到包套的坯料；所述包覆物为硅酸铝纤维毯或硅酸铝毡。本专利技术提供的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，专利技术人经过反复试验后发现，玻璃纤维布可以取代以往的不锈钢套和/或金属固定条，使得整个包套及锻造过程操作更方便，成本更低廉，提升了加工产品的质量和产品加工的效率。本专利技术中，高温粘结剂均匀的涂抹在包覆物的一面的全部。进一步地，用清洗剂将所述坯料表面的污物清洁干净，并晾干。污物主要是油污、粉尘等。进一步地，所述硅酸铝纤维毯的厚度范围包括但不限于5-50mm。如在不同的实施例中，硅酸铝纤维毯的厚度可以为5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、48mm、50mm等等。进一步地，所述硅酸铝毡的厚度范围包括但不限于0.5-15mm，优选为1-5mm。如在不同的实施例中，硅酸铝毡的厚度可以为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、10mm、12mm、13mm、15mm等等。本专利技术中，采用硅酸铝纤维毯或硅酸铝毡对高温合金锻件进行包覆，煅烧效果无明显差别。进一步地，所述坯料入炉的温度高于1100℃，所用的硅酸铝纤维毯的厚度为20-25mm；所述坯料入炉的温度低于1100℃，所用的硅酸铝纤维毯的厚度为15-20mm。如在不同的实施例中，坯料入炉的温度高于1100℃时，硅酸铝纤维毯的厚度可以为20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm等等；坯料入炉的温度低于1100℃，硅酸铝纤维毯的厚度可以为15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等等。根据坯料入炉的温度选择合适厚度的硅酸铝纤维毯。进一步地，所述玻璃纤维布的厚度范围包括但不限于为0.1-2mm。如在不同的实施例中，玻璃纤维布的厚度可以为0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.5mm、2mm等等。玻璃纤维布的宽度根据待包裹的合金锻件选择，一般地，所述玻璃纤维布的典型宽度为20-100mm。如在不同的实施例中，玻璃纤维布的宽度可以为20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm等等，优选为25-40mm。进一步地，所述高温合金包括强化相含量在40％以上的难变形高温合金、变形高温合金和粉末高温合金。变形高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温环境下抗氧化或耐腐蚀，并能在一定应力作用下长期工作的一类金属材料。进一步地，所述强化相含量在40％以上的典型变形高温合金的种类包括但不限于GH4720Li、GH4710和GH4151；所述其余典型变形高温合金的种类包括但不限于GH4169、GH4169D和GH4738；所述典型粉末高温合金的种类包括但不限于FGH95、FGH96和FGH98。进一步地，所述坯料包括以下中的任一种：a)一火成型中的圆柱坯料；b)两火成型中第一火的圆柱坯料和第二火的饼坯中的任一种或两种；c)多火次成型中第一火的圆柱坯料、第二火的饼坯、随后火次的异形坯料中的任一种或多种。进一步地，所述坯料为盘锻件的坯料。即本专利技术中提供的高温合金包括：GH4720Li、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，包括以下步骤：/n清洁坯料表面；/n裁切与坯料形状和尺寸相适的包覆物；/n将高温粘结剂涂抹在所述包覆物的一面；/n涂抹高温粘结剂的包覆物的一面覆盖到所述坯料的表面，用玻璃纤维布缠绕，得到包套的坯料；/n所述包覆物为硅酸铝纤维毯或硅酸铝毡。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，包括以下步骤：
清洁坯料表面；
裁切与坯料形状和尺寸相适的包覆物；
将高温粘结剂涂抹在所述包覆物的一面；
涂抹高温粘结剂的包覆物的一面覆盖到所述坯料的表面，用玻璃纤维布缠绕，得到包套的坯料；
所述包覆物为硅酸铝纤维毯或硅酸铝毡。


2.根据权利要求1所述的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，用清洗剂将所述坯料表面的污物清洁干净，并晾干。


3.根据权利要求1所述的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，所述硅酸铝纤维毯的厚度为5-50mm；所述硅酸铝毡的厚度为0.5-15mm，优选为1-5mm。


4.根据权利要求3所述的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，当所述坯料入炉的温度高于1100℃时，所用的硅酸铝纤维毯的厚度为20-25mm；当所述坯料入炉的温度低于1100℃时，所用的硅酸铝纤维毯的厚度为15-20mm。


5.根据权利要求1所述的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方法，其特征在于，所述玻璃纤维布的厚度为0.1-2mm。


6.根据权利要求5所述的高温合金锻件热模锻用室温复合软包套方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金辉，唐超，毕中南，邓群，曲敬龙，荣义，吕旭东，王民庆，安腾，吴玉博，孟令胜，史玉亭，谷雨，刘辉，杨成斌，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11