一种Waspaloy高温合金内凹异形环成型方法

技术领域

本发明涉及一种Waspaloy高温合金内凹异形环成型方法，属于航空锻件制造方法技术领域。

背景技术

内凹异形环锻件，传统轧机采用上凸形芯辊设计从矩形环直接进行轧制，受内径凹槽深及宽度大的特点影响，且锻件的体积分布基本一致，故采用从矩形环批到异形环批的直接传统轧制，对所需初始的矩形环批的壁厚要求较大，且异形轧制的变形不均匀，故此类锻件通过传统轧制产品端面易产生严重的塌角，且因变形不均匀易导致组织不均匀甚至不合格。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种Waspaloy高温合金内凹异形环成型方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种Waspaloy高温合金内凹异形环成型方法，包括下料、镦粗、冲孔、预轧、预成型、异形终轧等步骤。

优选的，所述镦粗步骤中，镦粗高度基于预轧后的坯料高度加3mm-6mm确定。

优选的，所述冲孔步骤中，冲孔冲头根据镦粗后坯料外径确定，冲孔冲头直径为镦粗坯料外径的1/3-1/2。

优选的，所述预轧步骤中，采用芯辊轧制的方式进一步增大环坯直径，环坯的高度尺寸等于成型产品高度方向的曲线长度的1.2-1.5倍。

优选的，所述预成型步骤中，通过预成型冲头限制坯料内径，使用上模下压坯料，得到与成型坯料在单位高度上的体积相等的坯料。

优选的，还包括设置在下料步骤之后的第一次加热步骤，所述第一次加热步骤中，使用箱式电阻炉对棒料进行加热，加热温度1050℃～1100℃，保温时间150min～330min。

优选的，还包括设置在冲孔步骤之后的第二次加热步骤，所述第二次加热步骤中，使用箱式电阻炉对坯料进行加热，加热温度1020℃～1080℃，保温时间60min～240min。

优选的，还包括设置在预轧步骤之后的第三次加热步骤，所述第三次加热步骤中，使用箱式电阻炉对坯料进行加热，加热温度1020℃～1060℃，保温时间30min～210min。

优选的，还包括设置在预成型步骤之后的第四次加热步骤，所述第四次加热步骤中，使用箱式电阻炉对坯料进行加热，加热温度1020℃～1060℃，保温时间30min～210min。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过自由锻方式制坯，使环坯各高度位置体积符合锻件高度位置体积要求；制坯方式简单，易操作；实现平稳的且均匀的异形终轧。

附图说明

图1为产品剖面示意图；

图2为产品剖面体积分布图；

图3为本发明中坯料状态变化示意图；

图4为本发明中预成型步骤仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

说明书附图中的附图标记包括：棒料10、镦粗后的坯料11、冲孔后的坯料12、预轧后的坯料13、异形终轧后坯料17、预成型上模20、预成型冲头21、预成型下模22、芯辊模30、芯辊31、主辊模32、主辊盖板33。

实施例1：

一种Waspaloy高温合金内凹异形环成型方法，包括下料、第一次加热、镦粗、冲孔、第二次加热、预轧、第三次加热、预成型、第四次加热以及异形终轧步骤。

其中，下料步骤中，根据环形锻件成型规律及体积需求，将原材料锯切成合适的棒料10，本实施例中下料尺寸为Φ250mm×430±3mm，下料重量为170Kg；并对棒料10两端面按R5mm～R15mm倒角，避免端面尖角在成型过程中产生裂纹、折叠等缺陷；

其中，第一次加热步骤中，使用箱式电阻炉对棒料10进行加热，加热温度1050℃～1100℃，保温时间150min～330min；

其中，镦粗步骤中，镦粗后的坯料11的高度基于预轧后的坯料13的高度加3mm-6mm，加高目的在于平衡冲孔工步的拉料情况。本实施例中的镦粗高度为310±5mm，外径为Φ310±10mm；

其中，冲孔步骤中，冲孔冲头根据镦粗后坯料的外径确定，冲孔冲头直径为镦粗后坯料外径的1/3-1/2。本实施例中的冲孔冲头直径为Φ130±10mm；

其中，第二次加热步骤中，使用箱式电阻炉对冲孔后的坯料12进行加热，加热温度1020℃～1080℃，保温时间60min～240min；

其中，预轧步骤中，采用芯辊31轧制的方式进一步增大环坯直径，可以准确控制坯料外形，高度尺寸等于成型产品高度方向的曲线长度的1.2-1.5倍，如图3所示，预成型后坯料曲线长为50.7×2+49.1×2+12.9=212.5mm。本工序涉及产品尺寸为(Φ402±10×Φ280±10×300±5)mm；

其中，第三次加热步骤中，使用箱式电阻炉对预轧后的坯料13进行加热，加热温度1020℃～1060℃，保温时间30min～210min；

其中，预成型步骤中，如图3所示，将预轧后的坯料13放置在预成型下模22上，通过预成型冲头21限制坯料内径，利用预成型上模20下压坯料，在坯料1/2高度处为力集中位置，故该位置坯料会优先向外流动，如图4所示，得到与成型坯料在单位高度上的体积是近乎相等的坯料，后续坯料只进行径向变形，不在轴向走料。预成型冲头21、预成型上模20以及预成型下模22的结构为现有的。

其中，第四次加热步骤中，使用箱式电阻炉对预成型后的坯料进行加热，加热温度1020℃～1060℃，保温时间30min～210min；

其中，异形终轧步骤中：芯辊模30套在芯辊31上，芯辊模30外径形状与异形终轧坯料内径形状一致，主辊模32外径形状与异形终轧坯料外径形状一致，主辊模32的上端两端分别设置有主辊盖板33，坯料在轧制过程中实现平稳轧制，保证锻件轧制精度，得到异形终轧后坯料17。芯辊模30、芯辊31、主辊模32以及主辊盖板33的结构均为现有的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。