專利名稱：大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛件的軋制成形方法，特別是大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋
制成形方法。
背景技術(shù)：
大中型空心盤形鍛件，如重型地面燃?xì)廨啓C(jī)用的壓氣機(jī)盤和渦輪盤等鍛件，由于 工作環(huán)境惡劣，受力復(fù)雜，要求鍛件要具有優(yōu)異的組織和性能。 2007年8月22日公開的中國發(fā)明專利說明書CN101020282A公開了一種大中型空 心盤形鍛件的軋制成形方法，該方法是把金屬棒料加熱后經(jīng)鐓粗、壓型成盤坯料，再沖孔成 空心盤坯，把空心盤坯加熱后裝機(jī)、定位、軸向軋制和徑-軸向軋制成空心盤形鍛件。該方 法僅僅解決了大中型空心盤形鍛件的軋制成形技術(shù)問題。在采用該方法軋制大中型高溫合 金空心盤形鍛件時，輾軋機(jī)的上錐輥朝盤坯作軸向進(jìn)給運(yùn)動軋制盤坯時，若其進(jìn)給速度過 大，將會導(dǎo)致盤坯在軋制時溫度升高，容易產(chǎn)生過熱、過燒和組織變異等缺陷；若其進(jìn)給速 度過小，將會使盤坯在軋制時散熱過快，導(dǎo)致軋不動，或增加軋制時間和軋制次數(shù)，降低軋 制效率，并且還會造成盤形鍛件盤面上靠近外環(huán)面的環(huán)尖角周邊部位填充不滿等缺陷。而 且采用該方法軋制盤形鍛件時，需要經(jīng)反復(fù)多轉(zhuǎn)軋制才能使盤形鍛件的形狀和尺寸達(dá)到要 求，這樣不僅增加了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)率，而且反復(fù)多次軋制還會給工藝和質(zhì)量控制增 加難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種使用變化的軸向進(jìn)給速度來實現(xiàn)大中型高 溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法，該方法通過軋制時軸向進(jìn)給速度由大到小的變化并 隨之調(diào)整軋制力和徑向進(jìn)給速度，使軋制成形的空心盤形鍛件具備了優(yōu)異的組織和性能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法是采 用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 按規(guī)格下料的高溫合金棒料加熱到變形溫度后經(jīng)鐓粗、壓型和沖孔得到高溫合金 空心盤坯，再把所述空心盤坯加熱到變形溫度后裝進(jìn)輾軋機(jī)定位； 啟動輾軋機(jī)，操縱其上錐輥朝所述空心盤坯方向以1. 6mm/s的速度作軸向進(jìn)給運(yùn) 動，所述輾軋機(jī)的上錐輥和下錐輥沿所述空心盤坯的軸向以4000KN 4900KN的軋制力軋 制其盤面并沿其徑向水平外移從而實現(xiàn)盤坯的軸向軋制，所述空心盤坯以9mm/s 11mm/s 的速度展寬； 軋制過程進(jìn)行到20s時，操縱所述輾軋機(jī)的芯輥以3000KN 4000KN的徑向軋制 力軋制所述空心盤坯，同時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0. 7mm/s的速度軸向進(jìn)給 軋制空心盤坯，所述空心盤坯此時受到上、下錐輥的軸向軋制力為3000KN 3500KN，所述 空心盤坯在徑軸向軋制力的作用下以7mm/s 9mm/s的速度展寬； 軋制過程進(jìn)行到40s時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0. 5mm/s的速度軸向
3進(jìn)給軋制所述空心盤坯，此時，所述空心盤坯受到上、下錐輥的軋制力為2500KN 3000KN， 受到的徑向軋制力為2000KN 3000KN，所述空心盤坯以4mm/s 7mm/s的速度展寬，軋制 過程進(jìn)行到80s時結(jié)束，一火軋制成高溫合金空心盤形鍛件。 所述高溫合金空心盤形鍛件軋后經(jīng)固溶+時效處理，所述固溶處理是把所述盤形 鍛件加熱到98(TC 士1(TC保溫后放進(jìn)油中冷卻；時效處理是把所述固溶處理后的盤形鍛件 加熱到720士1(TC保溫后進(jìn)行空冷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下 本發(fā)明在開始軋制的20s內(nèi)，以1. 6mm/s的軸向進(jìn)給速度在4000KN 4900KN的 軋制力下軸向軋制空心盤坯使其以9mm/s 11mm/s的速度展寬；在軋制20s 40s內(nèi)，以 0. 7mm/s的軸向進(jìn)給速度在3000KN 3500KN的軸向軋制力下和3000KN 4000KN的徑向 軋制力下徑軸向軋制空心盤坯使其以7mm/s 9mm/s的速度展寬；在軋制40s 80s內(nèi)，以 0. 5mm/s的軸向進(jìn)給速度在2500KN 3000KN的軸向軋制力下和2000KN 3000KN的徑向 軋制力下徑軸向軋制空心盤坯使其以4mm/s 7mm/s的速度展寬；一火軋制成形為空心盤 形鍛件。 采用這樣的工藝路線，可以避免盤坯在軋制時溫度升高，產(chǎn)生過熱、過燒和組織變 異等缺陷；還可以避免盤坯在軋制時散熱過快，導(dǎo)致軋不動，降低軋制效率和在盤形鍛件盤 面上靠近外環(huán)面的環(huán)尖角周邊部位填充不滿等缺陷。而且采用該方法實現(xiàn)了一火軋制成 形，減少了軋制時間和軋制次數(shù)，易于對工藝和質(zhì)量進(jìn)行控制，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率。 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的尺寸和形狀，達(dá)到了設(shè)計圖紙要求。
以牌號為GH2674的高溫合金材料為例 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的低倍組織，未發(fā)現(xiàn)有任何缺陷。 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的高倍組織(顯微鏡下放大100倍)，獲得了均勻
細(xì)小的組織。
經(jīng)檢測，該高溫合金空心盤形鍛件的性能如下 室溫拉伸性能抗拉強(qiáng)度為1030MPa 1040MPa (大于使用要求的930MPa)，其伸 長率為0. 2%時的屈服強(qiáng)度為740MPa 745MPa (大于使用要求的610MPa)，斷后伸長率為 26% 27% (大于使用要求的16% )，斷面收縮率為53% (大于使用要求的20% )，沖擊 功為94J 98J(大于使用要求的39J)。 室溫持久性能應(yīng)力為670MPa，斷裂時間^ 100小時，達(dá)到了使用要求。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是采用本發(fā)明所述方法軋制成形的高溫合金盤形鍛件的低倍金相組織圖。
圖2是采用本發(fā)明所述方法軋制成形的高溫合金盤形鍛件的高倍金相組織圖。
具體實施例方式
下面以牌號為GH2674的高溫合金材料為例來說明本發(fā)明的具體工藝步驟
步驟1 :把按規(guī)格下料的GH2674的高溫合金棒料加熱到1Q4(TC 1Q8(TC的變形溫度后經(jīng)鐓粗、壓型和沖孔后得到高溫合金空心盤坯； 步驟2 :把所述空心盤坯加熱到上述變形溫度后裝進(jìn)輾軋機(jī)并定位；
步驟3 :啟動輾軋機(jī)，操縱其上錐輥朝所述空心盤坯方向以1. 6mm/s的速度作軸向 進(jìn)給運(yùn)動，所述輾軋機(jī)的上錐輥和下錐輥沿所述空心盤坯的軸向以4000KN 4900KN的軋 制力軋制其盤面并沿其徑向水平外移從而實現(xiàn)盤坯的軸向軋制；所述空心盤坯以9mm/s 11mm/s的速度展寬。 步驟4 :軋制過程進(jìn)行到20s時，操縱所述輾軋機(jī)的芯輥以3000KN 4000KN的 徑向軋制力軋制所述空心盤坯，同時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0. 7mm/s的速 度軸向進(jìn)給軋制空心盤坯，所述空心盤坯此時受到上、下錐輥的軸向軋制力為3000KN 3500KN，所述空心盤坯在徑軸向軋制力的作用下以7mm/s 9mm/s的速度展寬。
步驟5 :軋制過程進(jìn)行到40s時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0. 5mm/s的速 度軸向進(jìn)給軋制所述空心盤坯，此時，所述空心盤坯受到上、下錐輥的軋制力為2500KN 3000KN，受到的徑向軋制力為2000KN 3000KN，所述空心盤坯以4mm/s 7mm/s的速度展 寬，軋制過程進(jìn)行到80s時結(jié)束，一火軋制成高溫合金空心盤形鍛件。
上述GH2674高溫合金材料的終鍛或終軋溫度大于950°C 步驟6 :所述高溫合金空心盤形鍛件軋后進(jìn)行熱處理，即固溶+時效處理。其中固 溶處理是把盤形鍛件加熱到980°C 士1(TC保溫后放進(jìn)油中冷卻；時效處理是把固溶處理后 的盤形鍛件加熱到720士1(TC保溫后進(jìn)行空冷。 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的尺寸和形狀，達(dá)到了設(shè)計圖紙要求。 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的低倍組織，如圖1所示，未發(fā)現(xiàn)有任何缺陷。 經(jīng)檢測該高溫合金空心盤形鍛件的高倍組織(顯微鏡下放大100倍)，如圖2所
示，獲得了均勻細(xì)小的組織。
經(jīng)檢測，該高溫合金空心盤形鍛件的性能如下 室溫拉伸性能抗拉強(qiáng)度為1030MPa 1040MPa，其伸長率為0. 2%時的屈服強(qiáng)度 為740MPa 745MPa，斷后伸長率為26 27 % ，斷面收縮率為53 % ，沖擊功為94J 98J，。
室溫持久性能應(yīng)力為670MPa，斷裂時間^ 100小時。
權(quán)利要求
一種大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法，包括把按規(guī)格下料的高溫合金棒料加熱到變形溫度后經(jīng)鐓粗、壓型和沖孔得到高溫合金空心盤坯，再把所述空心盤坯加熱到變形溫度后裝進(jìn)輾軋機(jī)定位的步驟；其特征在于，該方法還包括以下步驟啟動輾軋機(jī)，操縱其上錐輥朝所述空心盤坯方向以1.6mm/s的速度作軸向進(jìn)給運(yùn)動，所述輾軋機(jī)的上錐輥和下錐輥沿所述空心盤坯的軸向以4000KN～4900KN的軋制力軋制其盤面并沿其徑向水平外移從而實現(xiàn)盤坯的軸向軋制，所述空心盤坯以9mm/s～11mm/s的速度展寬；軋制過程進(jìn)行到20s時，操縱所述輾軋機(jī)的芯輥以3000KN～4000KN的徑向軋制力軋制所述空心盤坯，同時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0.7mm/s的速度軸向進(jìn)給軋制空心盤坯，所述空心盤坯此時受到上、下錐輥的軸向軋制力為3000KN～3500KN，所述空心盤坯在徑軸向軋制力的作用下以7mm/s～9mm/s的速度展寬；軋制過程進(jìn)行到40s時，調(diào)整所述上錐輥的進(jìn)給速度使其以0.5mm/s的速度軸向進(jìn)給軋制所述空心盤坯，此時，所述空心盤坯受到上、下錐輥的軋制力為2500KN～3000KN，受到的徑向軋制力為2000KN～3000KN，所述空心盤坯以4mm/s～7mm/s的速度展寬，軋制過程進(jìn)行到80s時結(jié)束，一火軋制成高溫合金空心盤形鍛件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法，其特征在 于所述高溫合金空心盤形鍛件軋后經(jīng)固溶+時效處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法，其特征在 于所述固溶處理是把所述盤形鍛件加熱到980°C 士1(TC保溫后放進(jìn)油中冷卻；時效處理 是把所述固溶處理后的盤形鍛件加熱到720± l(TC保溫后進(jìn)行空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大中型高溫合金空心盤形鍛件的軋制成形方法，首先把高溫合金棒料經(jīng)鐓粗、壓型、沖孔成空心盤坯，再把該盤坯裝進(jìn)輾軋機(jī)軋制。軋制20s內(nèi)，以1.6mm/s的軸向進(jìn)給速度在4000～4900KN的軸向軋制力下使該盤坯以9mm/s～11mm/s的速度展寬；軋制20～40s內(nèi)，以0.7mm/s的軸向進(jìn)給速度在3000～3500KN的軸向軋制力和3000～4000KN的徑向軋制力下使該盤坯以7mm/s～9mm/s的速度展寬；軋制40～80s內(nèi)，以0.5mm/s的軸向進(jìn)給速度在2500～3000KN的軸向軋制力和2000～3000KN的徑向軋制力下使該盤坯以4mm/s～7mm/s的速度展寬，一火軋制成空心盤形鍛件。該方法主要用于軋制形狀、尺寸及組織、性能優(yōu)異的盤形鍛件。
文檔編號C21D9/32GK101758150SQ20091010290
公開日2010年6月30日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者吳浩, 楊勇, 楊國平, 段忠園, 謝永富, 黎汝棟 申請人:貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司