飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法技术

本发明专利技术公开了一种飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法，其特征在于：在特定的温度下等温锻坯、等温预锻、蚀洗、等温锻成形、热处理、再蚀洗等工艺过程，增大锻件内部组织致密性，优化锻件内部组织纤维方向和布局，提高锻件强度，改善锻件外观质量，提高加工效率，降低加工成本，节约贵重材料资源，提高锻件综合性能。本发明专利技术适用于飞机用不规则锻件的等温锻造成形。发明专利技术适用于飞机用不规则锻件的等温锻造成形。

【技术实现步骤摘要】
飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法


[0001]本专利技术涉及一种锻造成形方法，特别是涉及了一种飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法。

技术介绍

[0002]航空用不规则锻件不仅对其复杂的外形有一定的要求，而且对其材料内部组织状态及强度有特别严格的要求。目前在这些零件的加工过程中，通常采用的工艺方法是：按照零件材质的牌号要求，采用棒料进行机械加工，由于其外形复杂，因而必须利用线切割、电脉冲、数控机床、加工中心、钳工等多种加工设备进行加工。加工的零件外观粗糙，强度低，而且费工费事，工序多，效率低，成本高，造成贵重材料的极大浪费。有的采用压力铸造的方法，能够克服材料浪费的问题，但是制作零件的强度远远达不到使用性能要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种不规则锻件的成形方法，既能够提高锻件的外形尺寸，又能增强零件材质密度和强度的等温锻造方法。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术所述飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法，所用材料为TC4合金，其锻造步骤如下：
[0005]1)在锻坯时，按照制作零件的用料截取一定规格的棒材，加热至相变点以下20℃，保温2h后，在锻压设备上进行锻打，锻打时先对径向进行压缩拔长，再在轴向进行压缩墩粗，再在径向进行压缩拔长；
[0006]2)预锻采用模锻，其加热温度为相变点以下20℃，保温时间为2h，始锻温度为相变点以下20℃，终锻温度为相变点以下50℃，所用模具两端的分模面为折线形；
[0007]3)预锻后，将预锻毛坯置于蚀洗液内进行蚀洗、整理，祛除表面氧化层，其中：蚀洗液采用5％～15％的硫酸或5％～15％的盐酸或5％～15％的任意比例硫酸雨盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1％～3％的碳化钾，蚀洗液温度为50℃～90℃；
[0008]4)采用等温锻造成形，其加热温度为相变点以下20℃，保温时间为2h，始锻温度为相变点以下20℃，终端温度为相变点以下50℃，所用模具两端的分模面为折线形；
[0009]5)将成形后的复杂模锻件进行退火处理，将复杂模锻件放入加热炉内加热至800℃，保温2.5h，取出，置放在空气中冷却；按设计要求取样检验其金相结构和抗拉强度；
[0010]6)将经过热处理后的复杂模锻件置入蚀洗液内进行蚀洗、整理，祛除表面氧化层，其中，蚀洗液采用5％～15％的硫酸或5％～15％的盐酸或5％～15％的任意比例硫酸雨盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1％～3％的碳化钾，蚀洗液温度为50℃～90℃。
[0011]所述锻坯、等温预锻、等温锻成形及热处理过程中的加热速度控制在8℃/min～9℃/min。
[0012]所述等温预锻、等温锻成形过程中的模具在锻压前加热至900℃。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0014]所述飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法，采用等温锻成形，可是复杂模锻件综合性能得到提高，组织致密度增大，纤维方向随锻件的形状布局，在满足各项指标的同时，可使锻件强度提高1.1倍以上。同时，加工效率大大提高，加工成本可降低20％以上，而且能够节约大量的贵重材料资源，材料利用率比传统方法提高70％以上。
具体实施方式
[0015]实施本专利技术所述的飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手等设备。以TC4合金为例，经过锻坯、利用模具等温预锻、等温锻成形及热处理等工序，保持材料具备足够的可塑性，采用精密模具，直接锻压成形，达到异性零件一次成形的目的，而且通过其内部晶格重新排列、细化，使零件内部组织的密度和抗拉强度大大增强，适用于航空用的高强度构件。具体实施方式如下：
[0016]按照一定的规格将TC4合金下料成棒材，经加热至相变点以下20℃，其加热速度应控制在8℃/min，保温2h，使棒材内外温度均匀，而后在锻压设备上进行锻打，锻打时先对径向进行压缩拔长，在轴向进行压缩墩粗，在径向压缩拔长；使其原有结晶形成粗晶格组织破坏，并形成新的细晶格，重新排列，以增加其密度和强度，制成锻坯；
[0017]将锻坯加热至相变点以下20℃，其加热速度控制在8℃/min，保温2h，利用预锻模具进行预锻，锻压前应将预锻模具预热900℃，防止在锻压过程中锻坯表面降温过快，表面可塑性降低，影响锻压。锻压过程中始锻温度为相变点以下20℃，终锻温度不能低于相变点以下50℃，以满足锻压对材料可塑性的要求，并切去飞边，为了便于起模，预锻模具上较长的分模面制成折线形；
[0018]将预锻坯料在蚀洗液内进行清洗、修整，祛除氧化层，以防止其表面脆硬，影响等温锻成形，其中蚀洗液采用5％～15％的硫酸或5％～15％的盐酸或5％～15％的任意比例硫酸雨盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1％～3％的碳化钾，蚀洗时应将蚀洗液加热至50℃～90℃，以便加快蚀洗速度，提高蚀洗效率；
[0019]将经过蚀洗、修整的预锻毛坯加热至相变点以下20℃，其加热速度控制在8℃/min，保温时间为2h，在锻压设备上利用成形模具进行等温锻成形，模具在锻压前预热900℃，锻压过程中，始锻温度应控制在相变点以下20℃，终锻温度不应低于相变点以下50℃，等温锻成形后切去飞边；
[0020]对等温锻成形的负责模锻件进行退火处理，用于改善零件的内部组织，提高锻件的强度，其方法是将复杂模锻件放入加热炉内加热至800℃，其加热速度控制在8℃/min，保温2.5h，然后取出，置放在空气中冷却，按设计要求取样检验其金相结构和抗拉强度；
[0021]将经过热处理后的等温锻成形的复杂模锻件置入蚀洗液内进行蚀洗，祛除氧化层，蚀洗液采用5％～15％的硫酸或5％～15％的盐酸或5％～15％的任意比例硫酸与盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1％～3％的碳化钾，盐酸温度为50℃～90℃，将蚀洗后的零件进行修整，并进行修磨、抛丸清理，消除毛刺、粗糙表面。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机用不规则锻件的等温锻造成形方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在锻坯时，按照制作零件的用料截取一定规格的棒材，加热至相变点以下20℃，保温2h后，在锻压设备上进行锻打，锻打时先对径向进行压缩拔长，再在轴向进行压缩墩粗，再在径向进行压缩拔长；2)预锻采用模锻，其加热温度为相变点以下20℃，保温时间为2h，始锻温度为相变点以下20℃，终锻温度为相变点以下50℃，所用模具两端的分模面为折线形；3)预锻后，将预锻毛坯置于蚀洗液内进行蚀洗、整理，祛除表面氧化层，其中：蚀洗液采用5％～15％的硫酸或5％～15％的盐酸或5％～15％的任意比例硫酸雨盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1％～3％的碳化钾，蚀洗液温度为50℃～90℃；4)采用等温锻造成形，其加热温度为相变点以下20℃，保温时间为2h，始锻温度为相变点以下20℃，终端温度为相变...

【专利技术属性】
技术研发人员：强超，
申请(专利权)人：贵州安大航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：