本发明专利技术公开了一种近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件，为解决该锻件在锻造时的快速成形并获得高精度的尺寸和优异的组织、性能的技术问题，该锻件包括盘形体和轴颈体，在所述盘形体和轴颈体之间相接的部位设置有过渡区，在所述盘形体的顶盘面中心具有与用于锻造该锻件的锻模的上定位块配合的上定位盲孔，在所述轴颈体的底面中心具有与所述锻模的下定位块配合的下定位盲孔。当该锻件的尺寸比例：ｔ１∶ｔ２∶ｔ３∶ｈ１∶ｈ３＝１∶２∶５∶３．５∶２．５和ｄ４∶ｄ２∶ｄ６∶ｄ５∶ｄ３∶ｄ１＝１∶１．５∶２∶３．５∶１．６∶５时，为最佳优选结构。该锻件主要用于航空发动机的压气机盘和前轴颈等整体成形的大型整体盘轴类锻件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锻件，特别是近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件。
技术介绍
航空发动机的压气机盘及与其组装的前轴颈等大型锻件由于工作环境恶劣，受力 复杂，要求锻件要具有优异的综合性能。当前国内研制生产的某些航空发动机，其压气机 盘与前轴颈是采用分体锻造后再组装在一起的，如某航空发动机的三级压气机盘采用TC17 钛合金锻件，前轴颈采用TC4钛合金锻件，再把压气机盘与前轴颈用螺栓组装在一起。采用 这种分体式的盘轴组装件，不仅增加了加工周期和成本，降低了生产率，不易维护保养，而 且因采用螺栓联接增加了发动机的重量，不利于实现发动机结构减重和提高推重比、不利 于提高发动机结构的可靠性和寿命。因此，人们试图采取整体成形的方法把上述盘轴组装 件锻造成一体，但终因成形困难和组织、性能达不到要求而告终。近等温锻技术的出现使所 述盘轴组装件锻造成一体成为了可能，在采用近等温锻整体成形时，锻件的结构设计与制 造成了能否实现快速成形和获得优异组织、性能的整体盘轴件的关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有定位孔的近等温锻造成形的整体盘轴 锻件，该锻件在近等温锻造时易于实现快速成形，锻件尺寸精度高、组织和性能优异。 为解决上述技术问题，本专利技术近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件，包括盘形体 和轴颈体，在所述盘形体和轴颈体之间相接的部位设置有过渡区，在所述盘形体的顶盘面 中心具有与用于锻造该锻件的锻模的上定位块配合的上定位盲孔，在所述轴颈体的底面中心具有与所述锻模的下定位块配合的下定位盲孔。 所述锻件的尺寸比例是 、 t2 : t3 : 、 h3 = i : 2 : 5 : 3.5 : 2.5 其中，^是所述盘形体的厚度，t2是所述过渡区的厚度，t3是所述轴颈体的厚度，^是所述上定位盲孔的高度，h3是所述下定位盲孔的高度； 禾口 d4 : d2 : d6 : d5 : d3 : 4 = i : i. 5 : 2 : 3.5 : i. 6 : 5 其中，d4是所述下定位盲孔的直径，d2是所述轴颈体的下锥面直径，d6是所述过渡区的下锥面直径也是所述轴颈体的上锥面直径，(15是所述过渡区的上锥面直径，(13是所述上定位盲孔的直径，4是所述盘形体的直径。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下 本专利技术所述的近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件，通过在所述锻件盘形体和轴颈体之间相接的部位设置过渡区，使原来难成形为一体的盘形体和轴颈体在整体成型时变得较为容易；在所述盘形体的顶盘面中心设置与锻模的上定位块配合的上定位盲孔，在所述轴颈体的底面中心设置与锻模的下定位块配合的下定位盲孔，所述锻件被完全封闭和同 轴线定位在所述锻模内，实现了锻件快速成形，获得了尺寸精度高和组织、性能优异的大型整体盘轴锻件。 特别是当所述锻件的尺寸比例: t2 : t3 : ^ : h3 = i : 2 : 5 : 3.5 : 2.5 和d4 : d2 : d6 : d5 : d3 := i : 1.5 : 2 : 3.5 : 1.6 : 5时，为最佳优先设计结 构，更易于实现快速成形和获得较高的尺寸精度和优异的组织、性能。 以TC17钛合金近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件为例，锻件经热处理后其各 部位获得了较理想的网蓝组织和高性能。经检测该合金材料整体盘轴锻件各部位的室温拉伸性能，具体如下 对于该锻件的盘形体部位抗拉强度为1180MPa 1190MPa(大于设计使用要求的 1120MPa)，其伸长率为0. 2%时的屈服强度为1150MPa(大于设计使用要求的1030MPa)，断 后伸长率为10% 14% (大于设计使用要求的5%)，断面收縮率为23% 29% (大于设 计使用要求的10% )，断裂韧性为66Mpa. ml/2 (大于设计使用要求的54. 9Mpa. ml/2)。 对于该锻件的过渡区部位抗拉强度为1130MPa 1150MPa(大于设计使用要求的 1120MPa)，其伸长率为0. 2%时的屈服强度为lllOMPa(大于设计使用要求的1030MPa)，断 后伸长率为13% 15% (大于设计使用要求的5%)，断面收縮率为33% (大于设计使用 要求的10% )，断裂韧性为76Mpa. ml/2 (大于设计使用要求的54. 9Mpa. ml/2)。 对于该锻件轴颈体部位抗拉强度为1160MPa 1180MPa(大于设计使用要求 的1120MPa)，其伸长率为0. 2%时的屈服强度为1130MPa 1150MPa(大于设计使用要求 的1030MPa)，断后伸长率为7. 0% 9. 5% (大于设计使用要求的5% )，断面收縮率为 12% 16% (大于设计使用要求的10% )，断裂韧性为68Mpa.ml/2(大于设计使用要求的 54. 9Mpa. ml/2)。附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件沿其中心线的纵剖面结构图。图2是近等温锻时锻模定位锻件的状态图。 图3是图1所示的锻件采用TC17钛合金时沿中心线纵向剖开后其盘形体部位的 金相组织图。 图4是图1所示的锻件采用TC17钛合金时沿中心线纵向剖开后其过渡区部位的 金相组织图。 图5是图1所示的锻件采用TC17钛合金时沿中心线纵向剖开后其轴颈体部位的 金相组织图。具体实施例方式图1示出了近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件沿其中心线的纵剖面结构，该整 体盘轴锻件的上部为盘形体l，其下部为轴颈体3，在盘形体1和轴颈体3之间相接的部位 为过渡区2。在所述盘形体1的顶盘面中心具有圆形状的上定位盲孔2b，该盲孔的直径为 (13，倾角为d，高度为^ ;在所述轴颈体3的底面中心具有圆形状的下定位盲孔3a，该盲孔的 半径为d4，倾角为13 ，高度为h3 ;其中盘形体1的直径为4、厚度为^ ;过渡区2为一锥形体结构，其上锥面直径为(15、下锥面直径为de、其厚度为t2 ;轴颈体3为一锥形体结构，其上锥面直径为de、下锥面直径为(12、其厚度为t3。 图2示出了采用锻模近等温锻造大型整体盘轴锻件时的状态，锻造结束时，上锻 模10的上定位块10b与所述大型整体盘轴锻件的上定位盲孔2b完全配合，下锻模20的下 定位块20a与所述大型整体盘轴锻件的下定位盲孔3a完全配合，所述锻件被完全封闭和同 轴线定位在所述锻模内，实现了快速成形。 当上述整体盘轴锻件的尺寸、t2 : t3 : ^ : h3 = i : 2 : 5 : 3.5 : 2.5 并且(14 : d2 : d6 : d5 : d3 : = i : 1.5 : 2 : 3.5 : 1.6 : 5时，该锻件更易于实现 快速成形和获得优异的组织和性能，以近等温锻造TC17钛合金大型整体盘轴锻件为例，锻 件经固溶+时效热处理后其组织和性能如下 图3为图1所示的整体盘轴锻件采用TC17钛合金材料时沿中心线纵向剖开后其 盘形体l部位的金相组织图(显微镜下放大500倍)，a条为细针状，大部分a条长宽比> IO，分布均匀并呈网兰编织状排列，晶界破碎且较薄。 图4为图1所示的整体盘轴锻件采用TC17钛合金材料时沿中心线纵向剖开后其 过渡区2部位的金相组织图(显微镜下放大500倍本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种近等温锻造成形的大型整体盘轴锻件，包括盘形体和轴颈体，其特征在于：在所述盘形体和轴颈体之间相接的部位设置有过渡区，在所述盘形体的顶盘面中心具有与用于锻造该锻件的锻模的上定位块配合的上定位盲孔，在所述轴颈体的底面中心具有与所述锻模的下定位块配合的下定位盲孔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊青，夏欲民，田云，陈再鼎，李艳英，陈祖祥，
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：52[中国|贵州]
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