一种超厚板料高温合金热旋成型工艺制造技术

本发明专利技术涉及板材旋压成型技术领域，尤其涉及一种超厚板料高温合金热旋成型工艺，包括以下步骤：S1，预热原始板料；S2，采用多道次旋压加工预热后的原始板料，获得旋压产品；S3，对旋压产品进行热处理和冷却，获得半成品零件；S4，采用一道次贴模旋压对半成品零件进行整形，获取成品零件。本发明专利技术采用热辅助多道次旋压成型+一道次贴模旋压的方式，将一定厚度的高温合金毛坯加工零件成功，加工成合格的格栅类零件，采用圆弧切线方式和沿零件法线加工的旋压轨迹是为了减少进刀压痕，提高零件表面光洁。提高零件表面光洁。提高零件表面光洁。

【技术实现步骤摘要】
一种超厚板料高温合金热旋成型工艺


[0001]本专利技术涉及板材旋压成型
，具体为一种超厚板料高温合金热旋成型工艺。

技术介绍

[0002]航空发动机用钣金回转体零件大多采用传统的焊接、模具成型的方式加工，但焊接+成型的工艺方法存在加工零件强度低、加工精度差、材料利用率低、工装成本高、加工周期长、焊接变形难以控制等缺点。
[0003]对于大尺寸厚板料高温合金零件，毛坯最大外径超过Φ1000mm，板料厚5mm,若采用平直毛坯直接落压成型，则模具尺寸过大，模具外廓尺寸超过1300mm,加工此类模具，加工周期长、成本高、模具返修困难；若采用多瓣拼焊成型则需要毛坯数量大，毛料利用率低，同时焊接合格率低，焊接变形难以控制，焊后仍旧需要成型模具进行校型，模具成本高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的工艺复杂、加工周期长的问题，本专利技术提供一种超厚板料高温合金热旋成型工艺。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种超厚板料高温合金热旋成型工艺，包括以下步骤：
[0007]S1，预热原始板料；
[0008]S2，采用多道次旋压加工预热后的原始板料，获得旋压产品；
[0009]S3，对旋压产品进行热处理和冷却，获得半成品零件；
[0010]S4，采用一道次贴模旋压对半成品零件进行整形，获取成品零件。
[0011]优选的，在S2中，旋轮进刀时采用圆弧切线方式，加工时采用沿零件法线加工的旋压轨迹，退刀时采用圆弧加直线切线的旋压轨迹。
[0012]优选的，在S2中，旋压时，模具上设置反变形结构，反变形结构包括模具型面位置的第一反变形角和模具外圆直线位置的第二反变形角。
[0013]优选的，第一反变形角呈
‑1°
。
[0014]优选的，第二反变形角呈
‑3°
。
[0015]优选的，在S1中，预热时的温度为450℃～500℃。
[0016]优选的，在S2中，旋压时的温度大于或者等于450℃，旋压时的温度利用加热火焰喷枪维持和弥补。
[0017]优选的，在S3中，热处理时，将热处理旋压产品与热处理模具组合后在950℃
±
10℃下退火处理4h。
[0018]优选的，在S3中，冷却时采用炉冷方式。
[0019]优选的，在S4中，整形前，将半成品零件加热至450℃～500℃。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术一种超厚板料高温合金热旋成型工艺采用热辅助多道次旋压成型+一道次贴模旋压的方式，将厚度为5mm高温合金(GH3625)毛坯加工零件成功，加工成合格的格栅类零件。
[0022]进一步的，采用圆弧切线方式和沿零件法线加工的旋压轨迹是为了减少进刀压痕，提高零件表面光洁度。而采用圆弧加直线切线的旋压轨迹是为了减少轮缘蜷曲。
[0023]进一步的，第一反变形角是为了避免在旋压成型过程中产生不贴模现象，由于模具外圆直线位置由于接近零件大端外圆，由于随着转动边缘线速度逐步增大，旋压过程在次位置回弹趋势更加明显，故而设置第二反变形角。
[0024]进一步的，旋压时的温度维持是为了保证零件温度，以防零件温度在旋轮滚压的过程中散热过快，从而引发更加明显的回弹趋势。
附图说明
[0025]图1为旋压滚轮道次示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，是对本专利技术的解释而不是限定。
[0027]本专利技术公开了一种超厚板料高温合金热旋成型工艺，包括以下步骤：
[0028]S1，预热原始板料，其中预热时的温度为450℃～500℃。
[0029]S2，在旋压的温度大于或者等于450℃的条件下采用多道次旋压加工预热后的原始板料，获得旋压产品。
[0030]旋压时滚轮往复滚压零件型面的轨迹统称为道次，旋压加工过程中所加工零件表面光洁度、成型精度、是否会产生裂纹、撕裂等问题与道次设计是否合理关系极为密切；通常在旋压零件为易成型材料如铝、铜等或型面简单，变形量较小时采用单道次旋压，一次成型。试加工时采用一道次加工质量不佳，极易发生回弹。
[0031]多道次拉深旋压的旋轮运动轨迹可以是直线，可以是圆弧，也可以是直线和圆弧、以及圆弧与圆弧的组合，也可以是抛物线等其它圆滑曲线。结合零件型面和材料特性进行分析并进行了不同轨迹的旋压试验。因此，参照图1，旋轮进刀时采用圆弧切线方式，加工时采用沿零件法线加工的旋压轨迹，退刀时采用圆弧加直线切线的旋压轨迹。
[0032]旋压时，模具上设置反变形结构，反变形结构包括模具型面位置的第一反变形角和模具外圆直线位置的第二反变形角，其中第一反变形角呈
‑1°
，第二反变形角呈
‑3°
。
[0033]高温合金材料(GH3625)在常温状态抗拉强度大，拉伸系数小，在常温状态旋压该材料毛坯回弹趋势明显，在加工至1/2直径后外圆完全向上卷曲，直接干涉滚轮转动无法加工，造成零件报废；高温合金(GH3625)在加工过程中随着加热温度逐渐升高，抗拉强度逐渐降低，拉伸系数逐增大，可以显著降低加工难度，提高成型精度。旋压时的温度利用加热火焰喷枪维持和弥补。
[0034]滚轮圆弧选择：零件试加工过程中经过对比，滚轮圆弧越大，加工效率越高，但表面光洁度越低，而滚轮圆弧越小则加工效率低，表面光洁度越高，但对毛坯表面旋压过多加工硬化越大，零件回弹越明显。
[0035]S3，对旋压产品进行热处理和冷却，获得半成品零件。
[0036]热处理时，将热处理旋压产品与热处理模具组合后在950℃
±
10℃下退火处理4h。冷却时采用炉冷方式。
[0037]S4，采用一道次贴模旋压对半成品零件进行整形，获取成品零件。整形前，将半成品零件加热至450℃～500℃。
[0038]以毛坯为平直板料为例，材料为高温合金(GH3625)，厚度5mm，旋压成型零件为直径ΦAmm，高度Bmm的锥型件，材料强度高，加工抗力大，成型易回弹，发生卷边等现象。具体加工步骤如下：
[0039](1)使用机床对旋压模具进行仿形，设计安全距离(即旋轮与芯模之间的间隙)为3.8mm,避免旋压过程中过切，伤及零件和模具，仿形完成后装夹零件并加紧，涂抹润滑油，输入旋压滚轮道次、转速和进给等参数，本实施例中主轴转速n为100rpm，旋轮进给比fz为0.8mm/r。
[0040](2)启动设备，在低转速状态使用火焰喷枪对毛坯和模具进行预热，将毛坯加热至450℃～500℃。
[0041](3)启动程序进行旋压，旋压过程喷枪沿旋压路径对毛坯持续加热，保证旋压过程毛坯温度不低于450℃，在旋压至1/2直径后为了弥补散热，增加加热火焰喷枪数量为3把，保持加热温度不低于450℃至加工完成。
[0042](4)旋压加工完成后停止加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超厚板料高温合金热旋成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，预热原始板料；S2，采用多道次旋压加工预热后的原始板料，获得旋压产品；S3，对旋压产品进行热处理和冷却，获得半成品零件；S4，采用一道次贴模旋压对半成品零件进行整形，获取成品零件。2.根据权利要求1的超厚板料高温合金热旋成型工艺，其特征在于，在S2中，旋轮进刀时采用圆弧切线方式，加工时采用沿零件法线加工的旋压轨迹，退刀时采用圆弧加直线切线的旋压轨迹。3.根据权利要求1的超厚板料高温合金热旋成型工艺，其特征在于，在S2中，旋压时，模具上设置反变形结构，反变形结构包括模具型面位置的第一反变形角和模具外圆直线位置的第二反变形角。4.根据权利要求3的超厚板料高温合金热旋成型工艺，其特征在于，第一反变形角呈
‑1°
。5.根据权利要求3的超厚板料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小成，李琳，冯栋，周卫涛，杨宗翰，杨讲化，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：