一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法技术

本发明专利技术属于金属热处理技术领域，涉及一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法。本发明专利技术通过(1010～1065)℃高温固溶，使基体中的δ相回溶至基体中，固溶后得到单相组织，进而大幅提高GH4169的拉深冲压成型能力，冲压形成的壳体零件再经过(950～980)℃固溶的方式，恢复至设计指定的热处理工艺状态，并补充进行了时效处理，在消除基体应力的同时，使得零件具有足够的强度，既获得了较好的产品冲压成型性，又能获得较好的强度匹配，使得壁厚≤2mm的GH4169板材拉深直径≥200mm、拉深深度≥50mm的冷冲压成型工艺可执行性大大增强。增强。增强。

【技术实现步骤摘要】
一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法


[0001]本专利技术属于金属热处理
，涉及一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法。

技术介绍

[0002]高温合金GH4169具有优异的高温特性，被广泛用于加工制造航空发动机的热端部件。其中，GH4169板材可用于冷冲压成型热端部件的壳体结构。现有GH4169板材冲压前，需要进行(950～980)℃固溶，使其处于固溶状态，便于拉深变形。
[0003]当壁厚≤2mm的板材拉深直径≥200mm、拉深深度≥50mm形成壳体结构的过程中，冲压成型异常困难，即便采取多次冲压、冲压间隙进行(950～980)℃固溶的方式，降低应力集中、恢复板材塑性，冲压成型的难度一直未有改观，进一步强行冲压拉深时，出现撕裂现象，导致零件报废。
[0004]目前尚无相关文献报道解决该类技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，用于解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的冲压成型技术难题。
[0006]本专利技术的技术解决方案为：一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1对GH4169板材进行冷冲压拉深，冲压形成的壳体直至拉深受阻为止；
[0008]步骤2将壳体从拉深模具上取下，放入真空炉内，在真空环境1010～1065℃高温下固溶 0.5～1h，随后充入高压氮气或氩气冷却至室温；
>[0009]步骤3固溶处理后，10分钟内将壳体从炉内取出后，放入拉深成型模具中，继续进行拉深成型；
[0010]步骤4拉深成型完成后，壳体再次放入真空炉内，在真空环境下进行950～980℃固溶，恢复设计给定的固溶状态；
[0011]步骤5在真空环境下进行时效处理。
[0012]所述步骤2充高压氮气或氩气的充气压力为2～10bar。
[0013]所述步骤3继续进行拉深成型过程中，当拉深过程产生加工硬化及应力集中时，重复进行1010～1065℃高温固溶，固溶后再进行拉深冲压成型，重复次数，最多不能超过2次。
[0014]所述步骤3从炉内取出到拉深成型时间间隔控制在2h内。
[0015]所述步骤5时效处理是在真空环境710～730℃下进行，时效保温时间6～10h后，使炉温冷却至610～630℃，在610～630℃保温6～10h后，空气冷却出炉或充入氮气或氩气冷却。
[0016]所述时效保温时间6～10h后以50
±
10℃/h速率炉冷至610～630℃。
[0017]所述在610～630℃保温6～10h后，充入氮气或氩气冷却的充气压力为0.5bar～
4bar。
[0018]本专利技术的技术效果是：本专利技术一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，通过(1010～1065)℃高温固溶，使基体中的δ相回溶至基体中，固溶后得到单相组织，进而大幅提高GH4169的拉深冲压成型能力，冲压形成的壳体零件再经过(950～980)℃固溶的方式，恢复至设计指定的热处理工艺状态，并补充进行了时效处理，在消除基体应力的同时，使得零件具有足够的强度，既获得了较好的产品冲压成型性，又能获得较好的强度匹配，使得壁厚≤2mm的GH4169板材拉深直径≥200mm、拉深深度≥50mm的冷冲压成型工艺可执行性大大增强。
附图说明
[0019]图1GH4169材料加工制造的某规格零件冲压成型后的壳体结构示意图
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明：
[0021]一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，进一步冷冲压成型前，采取(1010～1065)℃高温固溶，消除基体内的δ相，使基体处于单相组织状态下，消除第二相在拉深阶段，对基体产生的强化累积效应导致的过高应力集中现象，进而实现壁厚≤2mm 的GH4169板材，能够拉深出直径≥200mm、拉深深度≥50mm的壳体类零件。
[0022]首先，对GH4169板材进行冷冲压拉深；
[0023]因加工硬化，冲压形成的壳体直至拉深受阻为止。
[0024]将壳体从拉深模具上取下，放入真空炉内，在真空环境1010～1065℃高温下固溶0.5～ 1h，随后充高压氮气或氩气2～10bar冷却至室温。
[0025]固溶处理后，快速将壳体从炉内取出后，放入拉深成型模具中，继续进行拉深成型，从炉内取出到拉深成型时间间隔控制在2h内。
[0026]当拉深过程产生较大加工硬化及应力集中时，根据情况重复进行1010～1065℃高温固溶，固溶后再进行拉深冲压成型，重复次数，最多不能超过2次。
[0027]拉深成型完成后，壳体再次放入真空炉内，在真空环境下进行950～980℃固溶，恢复设计给定的固溶状态。
[0028]950～980℃固溶处理结束后，在真空环境下进行710～730℃时效处理，时效保温时间6～ 10h后，以50
±
10℃/h速率炉冷至610～630，在610～630℃保温6～10h后空冷出炉或充入氮气或氩气气冷充气压力为0.5bar～4bar。
[0029]实施例1
[0030]某规格壳体结构零件，需要使用厚度为1mm的GH4169板材，冲压成型，零件示意图见下图1所示。
[0031]原有工艺的来料状态为(950～980)℃固溶，使用拉深模具冲压成型过程中，拉深深度到30mm后，因材料的加工硬化及应力集中较为严重，无法进一步拉深。原有工艺冲压成型后，安排一次500℃的消除应力退火后，仍无法继续拉深；又重新安排进行(950～980)℃固溶后再次拉深，效果仍不理想。
[0032]针对这一问题，我们将未拉深到位的壳体从模具上取下，放入真空炉内，在真空环
境下 1050℃固溶1h后，充入4bar的氮气冷却至室温。
[0033]将壳体从炉内取出后，放入拉深成型模具中，继续进行拉深成型，成型结束后，壳体再次放入真空炉内，在真空环境下960℃固溶1h，恢复设计给定的固溶状态。
[0034]固溶处理结束后，在真空环境下720℃时效保温时间8h后，以50℃/h速率炉冷至620℃并保温8h后出炉空冷。
[0035]按照上述工艺路径，不但实现了大尺寸GH4169壳体零件的冲压成型，而且通过“720℃时效8h+620℃时效8h”后，壳体零件具有较好的强度匹配，满足设计要求。
[0036]实施例2
[0037]某规格壳体结构零件，需要使用厚度为1.5mm的GH4169板材，冲压成型，零件示意图见下图1所示。
[0038]原有工艺的来料状态为(950～980)℃固溶，使用拉深模具冲压成型过程中，拉深深度到30mm后，因材料的加工硬化及应力集中较为严重，无法进一步拉深。原有工艺冲压成型后，安排一次500℃的消除应力退火后，仍无法继续拉深；又重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1对GH4169板材进行冷冲压拉深，冲压形成的壳体直至拉深受阻为止；步骤2将壳体从拉深模具上取下，放入真空炉内，在真空环境1010～1065℃高温下固溶0.5～1h，随后充入高压氮气或氩气冷却至室温；步骤3固溶处理后，10分钟内将壳体从炉内取出后，放入拉深成型模具中，继续进行拉深成型；步骤4拉深成型完成后，壳体再次放入真空炉内，在真空环境下进行950～980℃固溶，恢复设计给定的固溶状态；步骤5在真空环境下进行时效处理。2.如权利要求1所述的解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，其特征在于，所述步骤2充高压氮气或氩气的充气压力为2～10bar。3.如权利要求1所述的解决GH4169大拉深冷冲压成型零件的热处理工艺方法，其特征在于，所述步骤3继续进行拉深成型过程中，当拉深过程产生加工硬化及应力集中时，重复进行1010...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振淋，钱钰，师玉英，张胜宝，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：