粉末高溫合金棒擠壓方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種粉末高溫合金棒，特別是涉及一種粉末高溫合金棒擠壓方法，屬于塑性加工領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
渦輪盤(pán)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵的核心熱端部件，先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)渦輪盤(pán)的使用溫度，長(zhǎng)壽命，高可靠性提出了更高的要求。隨著渦輪盤(pán)材料合金化程度的提高，傳統(tǒng)的鑄鍛材料已不能滿足需求，采用粉末冶金方法生產(chǎn)的渦輪盤(pán)正是在這種技術(shù)需求推動(dòng)下逐步發(fā)展起來(lái)的。國(guó)內(nèi)粉末高溫合金材料體系與歐美接近，大型發(fā)動(dòng)機(jī)用粉末盤(pán)制備工藝也與歐美接近，但由于沒(méi)有大變形量擠壓開(kāi)坯技術(shù)，使得粉末盤(pán)組織性能均勻性問(wèn)題、原始顆粒邊界和夾雜物等缺陷問(wèn)題難以得到有效控制，影響了渦輪盤(pán)件的性能和使用壽命，最終影響了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和飛機(jī)的性能。世界上只有美國(guó)Wyman-Gordon和法國(guó)Aubert& Dural掌握航空高溫合金棒材重型擠壓技術(shù)。
[0003]因此，開(kāi)發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤(pán)粉末高溫合金熱擠壓工藝方法，實(shí)現(xiàn)粉末高溫合金錠的擠壓成型，滿足民用飛機(jī)對(duì)長(zhǎng)壽命、高可靠性渦輪盤(pán)的需要，是一項(xiàng)急需解決的現(xiàn)實(shí)冋題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠避免粉末高溫合金錠成型過(guò)程中產(chǎn)生裂紋的粉末高溫合金棒擠壓方法。
[0005]技術(shù)解決方案:
粉末高溫合金棒擠壓方法，其特征在于，方法步驟如下:
1)將高溫合金粉末注入不銹鋼殼體內(nèi)形成粉末高溫合金錠，在粉末高溫合金錠上端設(shè)有上端蓋，在粉末高溫合金錠底部設(shè)有底座，焊接成一體形成擠壓坯料；
2)對(duì)擠壓坯料預(yù)熱后涂上低溶點(diǎn)玻璃粉潤(rùn)滑劑；
3)將預(yù)熱后擠壓坯料放入加熱爐，加熱溫度(1050°C-1080°C),時(shí)間:9-11小時(shí)；
4)加熱后擠壓坯料運(yùn)送至擠壓工位的過(guò)程中，在擠壓坯料表面進(jìn)行在線噴涂處理，在噴涂后的擠壓坯料上放置玻璃墊，轉(zhuǎn)入擠壓工位進(jìn)行擠壓，擠壓成粉末高溫合金棒，擠壓模角 55。-65°，擠壓速度 20mm/s-30 mm/s;
5)在擠壓模上端配置導(dǎo)向管或?qū)蛱?，將粉末高溫合金棒置于?dǎo)向管或?qū)蛱?，進(jìn)行校直，保證粉末高溫合金棒在擠壓過(guò)程中不彎曲。
[0006]進(jìn)一步:擠壓坯料預(yù)熱溫度700° -900°，預(yù)熱8-15分鐘。
[0007]進(jìn)一步:步驟4)采用玻璃粉進(jìn)行在線噴涂處理。
[0008]本發(fā)明在擠壓粉末高溫合金時(shí)，采用匹配的擠壓模角、擠壓溫度和擠壓速度，使得在最大限度地降低擠壓力的條件下擠壓出質(zhì)量合格的擠壓棒材，且保證擠壓坯料的外表面都是不銹鋼，一方面防止擠壓坯料表面氧化，另一方面保證粉末高溫合金錠內(nèi)外溫度一致，防止成型過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。
[0009]【附圖說(shuō)明】: 圖1為本發(fā)明擠壓坯料裝配圖；
圖2為本發(fā)明擠壓后棒材理化檢測(cè)取樣示意圖；
圖3為本發(fā)明擠壓后棒材圓心處擠壓方向晶粒組織圖；
圖4為本發(fā)明擠壓后棒材1/2半徑處擠壓方向晶粒組織圖；
圖5為本發(fā)明擠壓后棒材邊緣處擠壓方向晶粒組織圖。
[0010]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1
生產(chǎn)Φ 280 X 7200mm的FGH96粉末高溫合金材質(zhì)棒材
O將高溫合金粉末注入不銹鋼殼體內(nèi)形成粉末高溫合金錠I，在粉末高溫合金錠上端設(shè)有上端蓋2，在粉末高溫合金錠底部設(shè)有底座3，焊接成一體形成擠壓坯料；避免成型過(guò)程中表面裂紋產(chǎn)生，提高材料利用率30%左右；
2)對(duì)擠壓坯料預(yù)熱，預(yù)熱溫度800±10°C，預(yù)熱10分鐘后，涂上北京航空材料研宄院提供的防氧化潤(rùn)滑劑并晾干；
3)將預(yù)熱后擠壓坯料放入加熱爐，加熱溫度1070°C，時(shí)間:10小時(shí)；
4)加熱后擠壓坯料運(yùn)送至擠壓工位的過(guò)程中，在擠壓坯料表面進(jìn)行在線噴涂處理，噴涂原料為北京航空材料研宄研制的玻璃粉，在噴涂后的擠壓坯料上放置北重集團(tuán)制造的玻璃墊，轉(zhuǎn)入擠壓工位進(jìn)行擠壓，擠壓成粉末高溫合金棒，擠壓模角60°，擠壓速度25mm/s ；擠壓過(guò)程中材料經(jīng)三向壓應(yīng)力作用，優(yōu)化材料組織性能，將變形后的材料晶粒度至10級(jí)以上，見(jiàn)圖3— 5 ；
5)在擠壓模上端配置導(dǎo)向管或?qū)蛱?，將粉末高溫合金棒置于?dǎo)向管或?qū)蛱?，進(jìn)行校直，保證粉末高溫合金棒在擠壓過(guò)程中不彎曲；
6)對(duì)擠壓后高溫合金棒切底，取出，空冷；
7)進(jìn)行退火處理；
8)切兩頭，最后得到滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的Φ280 X 7200mm的粉末高溫合金棒。
[0011]采用本發(fā)明也生產(chǎn)外徑210— 300 mm的粉末高溫合金棒材，解決該類難變形金屬擠壓變形的難題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.粉末高溫合金棒擠壓方法，其特征在于，方法步驟如下: 1)將高溫合金粉末注入不銹鋼殼體內(nèi)形成粉末高溫合金錠，在粉末高溫合金錠上端設(shè)有上端蓋，在粉末高溫合金錠底部設(shè)有底座，焊接成一體形成擠壓坯料； 2)對(duì)擠壓坯料預(yù)熱后涂上防氧化潤(rùn)滑劑并晾干； 3)將預(yù)熱后的擠壓坯料放入加熱爐加熱，加熱溫度:1050°C-1080°C，時(shí)間:9_11小時(shí)； 4)加熱后的擠壓坯料運(yùn)送至擠壓工位的過(guò)程中，擠壓坯料表面進(jìn)行在線噴涂處理，噴涂后的擠壓坯料上端放置玻璃墊，然后轉(zhuǎn)入擠壓工位進(jìn)行擠壓，擠壓成粉末高溫合金棒，擠壓模角 55° -65°，擠壓速度 20mm/s-30 mm/s ； 5)在擠壓模上端配置導(dǎo)向管或?qū)蛱?，將擠壓后的粉末高溫合金棒置于導(dǎo)向管或?qū)蛱祝M(jìn)行校直，保證粉末高溫合金棒在擠壓過(guò)程中不彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金棒擠壓方法，其特征在于，擠壓坯料預(yù)熱溫度700 0C -900。。，預(yù)熱 8-15 分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金棒擠壓方法，其特征在于，步驟4)采用玻璃粉進(jìn)行在線噴涂處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粉末高溫合金棒，特別是涉及一種粉末高溫合金棒擠壓方法，屬于塑性加工領(lǐng)域。本發(fā)明將高溫合金粉末注入不銹鋼殼體內(nèi)形成粉末高溫合金錠，在粉末高溫合金錠上端設(shè)有上端蓋，在粉末高溫合金錠底部設(shè)有底座，焊接成一體形成擠壓坯料；對(duì)擠壓坯料預(yù)熱后涂上防氧化潤(rùn)滑劑并晾干，然后放入加熱爐加熱，加熱后出爐進(jìn)行在線噴涂潤(rùn)滑擠壓坯料，擠壓坯料上端放置玻璃墊，轉(zhuǎn)運(yùn)至擠壓工位擠壓，擠壓過(guò)程中對(duì)粉末高溫合金棒進(jìn)行校直。本發(fā)明在擠壓粉末高溫合金錠時(shí)，采用匹配的擠壓模角、擠壓溫度和擠壓速度，使得在最大限度地降低擠壓力的條件下擠壓出質(zhì)量合格的粉末高溫合金棒材，且保證擠壓坯料的外表面都是不銹鋼，一方面防止擠壓坯料表面氧化，另一方面保證粉末高溫合金錠內(nèi)外溫度一致，防止成型過(guò)程中產(chǎn)生表面裂紋。
【IPC分類】B22F3-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104741612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410686420
【發(fā)明人】雷丙旺, 白箴, 王淑云, 楊秀清, 劉海江, 陳建平, 胡永平, 杜紅強(qiáng), 王勝偉, 劉允書(shū), 陳獻(xiàn)剛, 龐海平
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古北方重工業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年11月26日