【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锻造工艺，具体为gh4169d镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺。
技术介绍
1、为了满足发动机高性能、高安全性、高可靠性以及长寿命的要求，压气机高压转子叶片必须具有优良的冶金性能、精确的尺寸、优秀的表面外观以及表面完整性，压气机高压第八级~九级转子叶片多由gh4169d镍基高温合金制成，gh4169d镍基高温合金是在目前应用最广泛的gh4169合金（国外同种材料牌号为inconel 718，长期使用温度650℃）成分的基础上，通过加入适量co和w这2种固溶强化元素来取代部分fe元素，调整al和ti的总含量以及这2种元素的比例而研制出来的一种新型镍基高温合金。
2、目前，对于由上述gh4169d镍基高温合金的制成的叶片，行业内大多采用“三火成型”工艺加工，如中国专利技术专利公布号为cn107598068a公布的一种基于镍基高温合金的航空发动机叶片的锻造工艺，其工艺步骤主要包括：下料、棒料涂润滑剂、顶锻加热、顶锻、锻坯清理、锻坯涂润滑剂、终锻加热、终锻、切边、校正加热、校正、锻件清理、热处理和终检，其主要通过采用顶锻两火+终锻一火的“三火成型”工艺进行锻造。然而由于gh4169d镍基高温合金相较于gh4169合金，其组织对热加工工艺更加敏感，每次加热都会使其晶粒度增大，因而若是采用“三火成型”工艺加工容易出现粗晶、混晶等组织缺陷，特别是位于最终锻件成品的叶根区域的晶粒较粗大，只能达到5级，不能满足设计规范要求；同时“三火成型”工艺的加热和成型工序多，导致生产效率低，影响产品产量。
1、针对现有的“三火成型”工艺不适用由gh4169d镍基高温合金晶制成的叶片，易导致产品出现粗晶、混晶等组织缺陷，不能满足设计规范要求，同时生产效率较低的问题，本专利技术提供了gh4169d镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其采用“两火成型”锻造工艺，不仅可以减少产品锻造过程中出现粗晶、混晶等不良异常，同时工序减少，可以提高整体的生产效率。
2、其技术方案是这样的：gh4169d镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于，其包括以下工艺步骤：
3、s1、下料：选用gh4169d镍基高温合金短棒料，其直径公差控制在±0.1mm以内，下料件重量控制在±2g以内；
4、s2、表面清理：对下好的短棒料进行表面清理，去除短棒料表面残留的切削冷却液；
5、s3、离心光饰：对短料棒进行离心光饰，将光饰液以150ml/分钟加入离心光饰机中，所述光饰机最大装入量30kg，所述光饰液应不超过承载容器的二分之一，通过20分钟的离心光饰工艺去除短料棒的尖角和毛刺，降低短料棒表面粗糙度；
6、s4、表面喷涂：将表面干净的短棒料放入烘箱中加热后取出，将配制好的玻璃涂料溶液均匀地喷敷在棒料表面；
7、s5、棒料加热：将涂有玻璃润滑剂的短棒料依次装入转炉中，加热温度为1010~1030℃，加热时间为10~20min；
8、s6、制坯：先按照工艺上的尺寸要求调试平锻机的两个冲头顶进距离和四个阴模闭合高度，调整阴模温度为180~220℃，冲头温度为150~200℃，调试到位后，将加热好的短料棒快速从转炉中取出放入所述平锻机的第一型腔的阴模内，转移时间不得超过5秒，所述第一型腔的上、下阴模合模，冲头顶进到预设位置，挤压比为8.0~11.0，完成挤压工作；待所述第一型腔的上阴模和冲头退回后，迅速将所述第一型腔内的制坯件转移至所述平锻机的第二型腔中，放置在第二型腔的阴模定位搭子上，转移时间不得超过5秒，所述第二型腔的上、下阴模合模，冲头顶进到预设位置，完成预成型工作，榫头变形量控制在20%~35%，叶身变形量控制在30%~50%，待所述第二型腔的上阴模和冲头退回后，取出锻件；
9、s7、表面清理：清除干净锻件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮；
10、s8、离心光饰：对锻件进行离心光饰，将光饰液以100ml/分钟加入离心光饰机中，所述离心光饰机最大装入量30kg，所述光饰液应不超过容器的二分之一，通过30分钟的离心光饰工艺去除锻件表面轻微缺陷和端部毛刺，并且降低表面粗糙度；
11、s9、表面喷涂：将锻件放入烘箱中加热后取出，将配制好的玻璃涂料溶液均匀地喷敷在锻件表面；
12、s10、锻坯加热：将锻件装入转炉中，加热温度1010~1030℃，加热时间10~20min；
13、s11、终锻：将加热好的制胚件快速从转炉中取出，放入电动螺旋压机机中进行打击，转移时间不得超过5秒，终锻时叶根变形量为25%～35%，叶型变形量为45%～55%；
14、s12、表面清理：使用钢砂抛丸工艺清除干终锻件表面残留的玻璃润滑剂以及氧化皮；
15、s13、激光切边：使用激光切边机对终锻件切边处理，其中对于终锻件的叶型进、排气边位置距终锻件叶身边缘余量2.5～3.5mm；
16、s14、校正：采用冷校正的方式，在电感量仪的实时测量下，使用叶片仿形校正扳手对其叶型弯曲、扭角和缘板尺寸进行校正，校正后锻件扭角、弯曲、缘板在测具上进行测量，通过校正最后达到所需工艺要求的锻件型面尺寸和缘板尺寸；
17、s15、热处理：先采用真空热处理炉设备，冷却介质主要为氩气，在室温环境下装炉，装炉后炉膛抽真空，按一定速率加热至工艺要求温度，在此温度下保温一定时间，充氩气冷却至一定以下，然后空冷至室温；然后采用箱式炉，采用两段台阶保温，将锻件装炉后加热至工艺要求第一台阶温度，开始第一段保温，在此阶温度下保温一定时间，然后以一定速率冷至工艺要求第二台阶温度，开始第二段保温，在此阶温度下保温一定时间，最后出炉空冷至室温；
18、s16、厚度分组：按工艺要求利用电感量仪及厚度测具对叶片的型面厚度进行测量，以叶片型面的厚度差为0.03mm进行分组；
19、s17、化铣：将厚度分好组的叶片进行化铣操作，每组根据化铣量的不同，根据化铣速率来调整化铣时间，最大化铣量单面不得超过0.14mm，最终得到符合尺寸要求的叶片；
20、s18、终检：按照终检工序单的要求，检测叶片锻件的型面尺寸、叶根尺寸、金相和力学性能。
21、其进一步特征在于：所述s6中，所述制胚件整体的锻造时间不超过20秒；
22、所述s11中，所述制胚件的锻造时间不超过10秒；
23、所述s4、s9中，所述玻璃涂料溶液为oxylub-719。
24、采用了上述结构后，由于本专利技术通过采用制坯和终锻的“两火成型”工艺，相较于传统的“三火成型”工艺，则降低了因多次加热带来的晶粒持续增大的异常，同时两次加热保温温度均为1010~1030℃，终锻时叶根变形量为25%～35%，叶型变形量为45%～55%，通过加大变形量的方式有效防止锻造过程中材料的粗晶和混晶的出现，明显提高了锻件成品的合格率；并且可以减少加热和成型工序，有效的提高了整体的生产效率。
25、同时在平锻机上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.GH4169D镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于，其包括以下工艺步骤：
2.根据权利要求1所述的GH4169D镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于：所述S6中，所述制胚件整体的锻造时间不超过20秒。
3.根据权利要求1所述的GH4169D镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于：所述S11中，所述制胚件的锻造时间不超过10秒。
4.根据权利要求1所述的GH4169D镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于：所述S4、S9中，所述玻璃涂料溶液为Oxylub-719。
【技术特征摘要】
1.gh4169d镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于，其包括以下工艺步骤：
2.根据权利要求1所述的gh4169d镍基高温合金航空压气机叶片的锻造工艺，其特征在于：所述s6中，所述制胚件整体的锻造时间不超过20秒。
3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李至贺，赵晓忠，周敏，邹星，卞喜明，
申请(专利权)人：无锡航亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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