GH696合金叶片形变热处理成形工艺制造技术

ＧＨ６９６合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于对于动叶片，采用顶锻、预锻、终锻、校形、热处理的处理方法，对于静叶片，采用预锻、终锻、校形、热处理的处理方法；工艺参数选为：加热温度１０００～１０５０℃用于顶锻、预锻、终锻，加热温度８００℃～８５０℃用于校形，时效即热处理：８００℃±１０℃～８５０℃±１０℃，保温４ｈ～５ｈ，炉冷至７００℃±１０℃，保温１６ｈ～１７ｈ，炉冷至４５０℃，出炉空冷，终锻保温时间不少于４０ｍｉｎ，其它按１ｍｉｎ／ｍｍ。本发明专利技术的ＧＨ６９６合金叶片锻造成形工艺，可广泛应用于各种发动机叶片锻件的制造。本发明专利技术产品所达到的性能指标是σ↓［ｂ］≥１０３０ＭＰａ，σ↓［０．２］≥７８５ＭＰａ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金锻造
，具体涉及GH696合金叶片形变热处理成形工艺。
技术介绍
GH696合金是一种时效硬化型铁基高温合金，主要是通过时效过程中析出富钛的Ni3Ti(Al)型的γ′相来强化合金。该合金在700℃以下具有良好的综合性能、抗松弛性能和耐热腐蚀性能，被推荐制造涡轮盘、压气机盘、涡轮外环、连接件、压气机转子叶片、螺钉(紧固件)和弹簧件等。GH696合金由于含镍量较少而中、高温性能又与许多镍基高温合金相当，因此应用比较广泛。但由于是高温合金，变形抗力大，难成形，特别是叶片锻造成形。传统的高温合金锻件锻造工艺都采用普通锻造加上普通的热处理工艺，即锻造后采用固溶、时效处理，产品性能不够理想，所达到的性能指标是σb≥980MPa，σ0.2≥685MPa。
技术实现思路
针对现有GH696合金叶片成形工艺的状况，本专利技术提供一种GH696合金叶片形变热处理成形工艺。GH696合金成分如下表所示。表1 GH696合金成分(重量％) 本专利技术确定了形变热处理工艺，对于动叶片，采用顶锻、预锻、终锻(形变)、校形、热处理的处理方法，对于静叶片，采用预锻、终锻(形变)、校形、热处理的处理方法。工艺参数选为加热温度1000～1050℃用于顶锻、预锻、终锻(形变)，加热温度800℃～850℃用于校形，时效(热处理)800℃±10℃～850℃±10℃，保温4h～5h，炉冷至700℃±10℃，保温16h～17h，炉冷至450℃，出炉空冷(终锻保温时间不少于40min，其它按1min/mm)。动叶片的处理工艺步骤如下(1)顶锻设备5MN-8MN卧锻机加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间1min/mm，保温时间到可进行顶锻。顶锻冲头需预热≥100℃，顶锻后在铁箱内空冷，停锻温度不低于800℃。顶锻工步按长度和直径之比不大于3.0进行计算，少于3.0可一次成形，否则需聚积后再成形。(2)打磨打磨顶锻夹出的筋、头部转接处折叠。设备砂轮机、抛光机(3)吹砂清理坯料表面。设备吹砂机(4)预锻设备15MN-20MN热模锻压力机涂覆锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。玻璃润滑剂配制方法FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度在0.08～0.15mm。配比(重量百分比)为FR35固体基体45～55％，M60粘结剂20～30％，水20～30％。预锻过程加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将顶锻件整齐放入炉内加热，保温时间1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。顶锻到预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％。水基石墨润滑剂配制方法锻造石墨乳+纯净水，比例按重量比1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25～0.3MPa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。(5)吹砂清理坯料表面。设备吹砂机(6)打磨打磨缺陷，并经吹砂处理。设备砂轮机、抛光机、吹砂机(7)终锻(形变)设备15MN-20MN热模锻压力机涂覆锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。终锻(形变)加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间40min～60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40-60％。(8)切边设备冲床1.0MN-1.6MN。锻后立即切边，切边温度不低于700℃。(9)吹砂清理坯料表面。设备吹砂机(10)校形设备15MN-20MN热模锻压力机校形加热温度800℃～850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度不低于750℃。(11)时效(热处理)设备普通电炉将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，保证锻件在盒内不会被推动(主要是防止热处理变形)。先把热处理炉送温到800℃±10℃～850℃±10℃，仪表显示电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将热处理盒放入炉内进行热处理，保温4h～5h后，把加热炉断电，随炉冷却到700℃±10℃，再把加热炉送电，在700℃±10℃温度下保温16h～17h，再把加热炉断电，随炉冷却到450℃，将锻件从炉内拿出，在空气中冷却到室温。静叶片的处理工艺步骤如下(1)预锻设备15MN-20MN热模锻压力机涂覆锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂。玻璃润滑剂配制方法FR35固体基体(北京玻璃研究所生产)+M60粘结剂(北京玻璃研究所生产)+少量水均匀搅拌而成，坯料涂层厚度为0.08～0.15mm。配比(重量百分比)为FR35固体基体45～55％，M60粘结剂20～30％，水20～30％。预锻过程加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将坯料整齐放入炉内加热，保温时间1min/mm，保温时间到可进行预锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。预锻榫头的变形量在30～40％，叶身的变形量在50～60％。水基石墨润滑剂配制方法锻造石墨乳+纯净水，比例按1∶6配制，将配制好的润滑剂倒入喷涂装置的储液罐中，加气搅拌，气压在0.25～0.3Mpa，每次打击完毕取出锻件后，将润滑剂均匀喷涂在模腔内。(2)吹砂清理坯料表面。设备吹砂机(3)打磨打磨缺陷，并经吹砂处理。设备砂轮机、抛光机、吹砂机(4)终锻(形变)设备15MN-20MN热模锻压力机涂覆锻件表面涂FR35系列的玻璃润滑剂，具体内容同预锻。终锻(形变)加热温度1000℃～1050℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将预锻件整齐放入炉内加热，保温时间40min～60min，保温时间到可进行终锻。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂水基石墨润滑剂，锻后散冷，停锻温度不低于800℃。由预锻到终锻榫头的变形量在20％左右，叶身变形量为40～60％。(5)切边设备冲床1.0MN-1.6MN。锻后立即切边，切边温度不低于700℃。(6)吹砂清理坯料表面。设备吹砂机(7)校形设备15MN-20MN热模锻压力机校形加热温度800℃～850℃，仪表显示加热电炉到温后，用热电偶测量炉内的实际温度，测量合格后将终锻件整齐放入炉内加热，保温时间15min，保温时间到可进行校形。模具需预热150℃～300℃，模具表面喷涂M0S2润滑剂(或水基石墨润滑剂)。停锻温度不低于750℃。(8)时效(热处理)设备电炉将锻件侧立整齐地摆放在热处理盒内，锻件与锻件之间摆放紧密，本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＧＨ６９６合金叶片形变热处理成形工艺，其特征在于对于动叶片，采用顶锻、预锻、终锻、校形、热处理的处理方法，对于静叶片，采用预锻、终锻、校形、热处理的处理方法；工艺参数选为：加热温度１０００～１０５０℃用于顶锻、预锻、终锻，加热温度８００℃～８５０℃用于校形，时效即热处理：８００℃±１０℃～８５０℃±１０℃，保温４ｈ～５ｈ，炉冷至７００℃±１０℃，保温１６ｈ～１７ｈ，炉冷至４５０℃，出炉空冷，终锻保温时间４０ｍｉｎ～６０ｍｉｎ，其它按１ｍｉｎ／ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关红，邰清安，孙贵东，史丽坤，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]