【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机零件渗铝变形控制，尤其涉及一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法。
技术介绍
1、航空发动机某些热端部件，工作环境具有温度高，氧化、腐蚀气氛严峻等特点。为抵抗工作环境的高湿氧化和高湿热腐蚀影响，设计依据使用需求，要求对零件指定部位表面进行渗铝，提高零件的抗腐蚀、抗氧化性能。因高温合金的渗铝温度较高，常用渗铝温度为850℃～990℃，在渗铝过程中易产生渗铝变形问题。
2、图1所示的零件为大尺寸环形薄壁件，该环形薄壁件的大端外径φd达到了φ525mm，大端与小端之间连接部位的壁厚t为3～5mm，为典型的大尺寸环形薄壁件。该环形薄壁件的大端具备安装边，小端具备小端内孔φd2和台阶孔φd1，φd1＝φ480mm；大端安装边的厚度该环形薄壁件的工艺要求为：小端内孔φd2渗铝前的圆度要求为0.1mm，渗铝后的圆度要求为0.3mm；零件大端的端面t渗铝前的平面度要求为0.05mm，渗铝后的平面度要求为0.16mm。传统的工艺存在如下问题：
3、(1)对大端端面t进行全部渗铝操作，但是实际使用过程中发现，端面t仅有靠近内孔的一圈渗铝面保留，因此现有工艺存在渗铝面积过大的问题。另外，目前的零件结构以及渗铝工艺，无法保证小端内孔φd2的圆度要求、以及无法保证大端端面t的平面度要求，且环形薄壁件在校形时容易导致大端与小端之间的薄壁部位发生变形。
4、(2)在传统工艺中，零件渗铝结束后，需要进行零件进行校形，采用的校形方式分冷校形和热校形两种。
5、热校形：将零件加热至一定温
6、冷校形：常温下，使用校形机等设备在零件表面施加一定压力，使零件特定表面的圆度、平面度等满足工艺要求。使用该方法校形的零件放置一定时间后会出现二次变形的问题，且该方法会使零件出现裂纹等缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提出一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，旨在解决上述技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，包括以下步骤：
3、s1、调整环形薄壁件的调整机加尺寸：在机加工时，将环形薄壁件大端的安装边的厚度增大，保证小端内孔φd2、台阶孔φd1的圆度，以及保证大端端面的平面度；
4、s2、将环形薄壁件的大端端面划分为第一环形区域和第二环形区域，第一环形区域为大端内孔边缘向外扩3～5mm得到的区域；将第一环形区域作为大端端面的渗铝区域；将第二环形区域作为渗铝夹具支承面；
5、s3、利用渗铝夹具对环形薄壁件进行装夹：利用渗铝夹具支承在零件大端端面的第二环形区域上，压紧部位为环形薄壁件的大端台阶面；渗铝夹具包括定型环，定型环插设在环形薄壁件的台阶孔φd1内，且定型环对环形薄壁件不存在轴向压力；
6、s4、渗铝：对环形薄壁件的小端内孔φd2、大端端面的第一环形区域进行渗铝。
7、优选的，在所述步骤s1中，在机加工时，环形薄壁件大端的安装边后的厚度由t1增大至t2，其中
8、优选的，在所述步骤s1中，保证小端内孔φd2的圆度为0.1mm、台阶孔的圆度为0.1mm，以及保证大端端面的平面度为0.05mm。
9、优选的，所述渗铝夹具还包括底座和压环；在所述底座顶面中心设置有阶梯沉孔；在所述底座上设置有锁紧柱，在锁紧柱上横向插设有第一楔形块；在所述步骤s3中，在对环形薄壁件进行装夹时，利用底座的阶梯沉孔的台阶面支承在环形薄壁件大端端面的第二环形区域，将压环压紧在环形薄壁件的大端台阶面上，锁紧柱的上端穿过压环后，将第一楔形块横向插设在锁紧柱上并将压环进行压紧。
10、优选的，所述渗铝夹具还包括多个环形均布在底座上的支承柱；在所述底座上一体成型有空心立柱；在所述步骤s3中，在对环形薄壁件进行装夹时，所述定型环插设在环形薄壁件的台阶孔φd1内，且定型环的下表面与台阶孔φd1的台阶面相接触，定型环的外周面与台阶孔φd1的内孔面相配合；支承柱的顶端支承在所述定型环的底面上，使得定型环对环形薄壁件不产生轴向压力；空心立柱的上端穿过定型环之后横向插设有第二楔形块。
11、优选的，在所述渗铝夹具中，以所述底座顶面中心阶梯沉孔的台阶面作为基准a，要求基准a的平面度为0.025mm；所述支承柱的顶面相对于基准a的平行度为0.03mm；所述定型环的下端面相对于基准a的平行度为0.03mm；所述定型环的外周面相对于基准a的垂直度为
12、优选的，在所述渗铝夹具中，所述定型环的外周面与台阶孔的内孔面之间为间隙配合，单边配合间隙为0.015～0.03mm。
13、优选的，所述渗铝夹具的材料与环形薄壁件的材料相同，均为高温合金gh4648。
14、优选的，在进行步骤s4渗铝之前，首先采用gh4648试片进行试验，确定渗铝工艺参数。
15、优选的，在所述步骤s4中，在进行渗铝时，加热参数为：在60±10min由室温升至550℃，保温2h±10min；之后在60±10min升温至950℃，保温4h～4h10min，以≤10℃/min速率冷却至500℃，然后充氩气0.2～0.4mpa，冷却至≤150℃出炉。
16、由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
17、(1)在本专利技术中，在机加工时通过将环形薄壁件大端的安装边的厚度增大，起到增加零件刚性的目的。在利用渗铝夹具进行装夹时，由于台阶孔φd1表面不渗铝，因此以利用台阶孔φd1与定型环相配合，通过控制台阶孔φd1的圆度，间接控制小端内孔φd2的圆度。
18、(2)在本专利技术中，通过对环形薄壁件的大端端面进行区域划分，第一环形区域为大端内孔边缘向外扩3～5mm得到的区域，其余部位为第二环形区域。将第一环形区域作为大端端面的渗铝区域，第二环形区域作为渗铝夹具支承面，因此，在对环形薄壁件进行装夹时，控制零件变形的渗铝夹具可以直接对零件大端端面的第二环形区域进行装夹。另外，压紧部位为环形薄壁件的大端台阶面，该压紧部位的厚度相对较大，保证不会因压紧受力变形，进而避免了环形薄壁件大端与小端之间的薄壁部位发生变形。
19、(3)在本专利技术中，通过利用合理的渗铝夹具结构、合理的渗铝工艺参数，在环形薄壁件选择适合的非渗铝表面与夹具接触，采用间接控制方法，在不影响零件渗铝质量的前提下，完成零件在渗铝过程中的变形控制，减少环形薄壁件的校形工序。结果表明环形薄壁件在渗铝后，渗铝质量合格，小端内孔φd2的圆度、零件大端端面第一环形区域的平面度均满足要求。
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1.一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，在机加工时，环形薄壁件大端的安装边后的厚度由T1增大至T2，其中
3.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，保证小端内孔φd2的圆度为0.1mm、台阶孔φd1的圆度为0.1mm，以及保证大端端面的平面度为0.05mm。
4.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，所述渗铝夹具还包括底座(5)和压环(6)；在所述底座(5)顶面中心设置有阶梯沉孔；在所述底座(5)上设置有锁紧柱(7)，在锁紧柱(7)上横向插设有第一楔形块(8)；
5.如权利要求4所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，所述渗铝夹具还包括多个环形均布在底座(5)上的支承柱(9)；在所述底座(5)上一体成型有空心立柱(5a)；
6.如权利要求5所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过
7.如权利要求5所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述渗铝夹具中，所述定型环(4)的外周面与台阶孔φd1的内孔面之间为间隙配合，单边配合间隙为0.015～0.03mm。
8.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，所述渗铝夹具的材料与环形薄壁件的材料相同，均为高温合金GH4648。
9.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在进行步骤S4渗铝之前，首先采用GH4648试片进行试验，确定渗铝工艺参数。
10.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在进行渗铝时，加热参数为：在60±10min由室温升至550℃，保温2h±10min；之后在60±10min升温至950℃，保温4h～4h10min，以≤10℃/min速率冷却至500℃，然后充氩气0.2～0.4Mpa，冷却至≤150℃出炉。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，在机加工时，环形薄壁件大端的安装边后的厚度由t1增大至t2，其中
3.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中，保证小端内孔φd2的圆度为0.1mm、台阶孔φd1的圆度为0.1mm，以及保证大端端面的平面度为0.05mm。
4.如权利要求1所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，所述渗铝夹具还包括底座(5)和压环(6)；在所述底座(5)顶面中心设置有阶梯沉孔；在所述底座(5)上设置有锁紧柱(7)，在锁紧柱(7)上横向插设有第一楔形块(8)；
5.如权利要求4所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，所述渗铝夹具还包括多个环形均布在底座(5)上的支承柱(9)；在所述底座(5)上一体成型有空心立柱(5a)；
6.如权利要求5所述的一种大尺寸环形薄壁件渗铝过程中的变形控制方法，其特征在于，在所述渗铝夹具中，以所述底座(5)顶面中心阶梯沉孔的台阶面作为基准a，要求基准a的...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛丽杰，林长鹏，苏庆，欧婷，潘柳成，邓小娟，赵显涛，汪海江，穆妤汐，杨涛，颜路飞，
申请(专利权)人：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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