一种IN718轴流叶片的加工方法技术

本发明专利技术提供了一种IN718轴流叶片的加工方法，使用不完全再结晶的锻造技术，使该类叶片锻件无纵向低倍“亮条带”，获得更加均匀化的晶粒组织，提高锻件质量，提高生产效率，本发明专利技术采用不完全再结晶锻造技术，通过坯料组织、模锻过程的等效应变及变形速率等工艺参数，将坯料温度控制在一定范围内，可以有效减少坯料温降，同时在较小的变形量下，可以有效细化晶粒组织，最终锻造后的锻件纵向低倍无“亮条带”。。。

【技术实现步骤摘要】
一种IN718轴流叶片的加工方法


[0001]本专利技术涉及轴流叶片加工方法
，具体为一种IN718轴流叶片的加工方法。

技术介绍

[0002]IN718合金是含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，为航空发动机和燃气轮机中最重要的高温合金材料之一，主要用于制造涡轮盘、压气机盘及压机机叶片等高温关键部件。因而锻件质量稳定性直接决定了航空发动机和燃气轮机的工作状态及寿命。
[0003]IN718合金的组织性能对热加工工艺十分敏感，在将IN718合金加工成轴流叶片过程中，传统的模锻过程中，一般采用完全再结晶的加工方法，在制备模锻件过程中，由于轴流叶片柄部的不规则的几何特征及不可避免的摩擦、坯料形状等因素的影响，因而会导致轴流叶片柄部外圆一周出现应变过小的死变形区，从而在柄部一周出现深度不同的粗晶的异常现象；同时其叶柄心部与外圆一周的应变梯度大，其柄部纵向低倍在不同的炉批会出现亮条带异常，导致加工后的轴流叶片质量差，生产效率低。

技术实现思路

[0004]针对现有的轴流叶片加工过程中，其柄部一周易出现深度不同的粗晶异常，同时出现亮条带异常，导致加工后的轴流叶片的质量差，生产效率低的问题，本专利技术提供了一种IN718轴流叶片的加工方法，使用不完全再结晶的锻造技术，使该类叶片锻件无纵向低倍亮条带异常，获得更加均匀化的晶粒组织，提高锻件质量，提高生产效率。
[0005]其技术方案是这样的：一种IN718轴流叶片的加工方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、制备坯料采用快锻或径锻工艺制备出所需规格的坯料，所述坯料组织的晶粒度为7～10级；S2、坯料喷涂所述坯料加热到200℃，保温1h以上，所述坯料的全表面喷涂玻璃润滑剂，厚度要求0.05～0.1mm；S3、加热保温将所述坯料放入温度≤800℃的加热炉中，所述加热炉开始升温，所述加热炉温度从800℃升至980
±
10℃至少需要5h；所述加热炉炉温达到980
±
10℃后，至少保持2h；S4、锻造将所述坯料转移至压机上，所述压机下压将所述坯料压制成叶片锻件，变形速率控制在300～500mm/s，一火成型，且所述压机模锻过程的等效应变≤1，模锻完时的终锻温度≥900℃，锻后空冷。
[0006]其进一步特征在于：S1中，所述坯料为IN718合金；所述坯料的尺寸规格是φ40
×
(170～200)mm，所述胚料加工成轴流叶片尺寸的总长≤200mm；S4中，模锻过程中，要求模具表面质量满足Ra3.2um，同时所述模具需渗氮处理，所
述模具采用水基石墨润滑，所述模具预热温度≥300℃；S4中，模锻后对所述坯料先固溶热处理950℃
×
60min，空冷；再时效热处理720℃
×
480min，炉冷至620℃，620℃
×
600min，空冷。
[0007]采用了上述结构后，本专利技术采用不完全再结晶锻造技术，通过坯料组织、模锻过程的等效应变及变形速率等工艺参数，将坯料温度控制在一定范围内，可以有效减少坯料温降，同时在较小的变形量下，可以有效细化晶粒组织，最终锻造后的锻件纵向低倍无亮条带异常。
附图说明
[0008]图1为本专利技术IN718合金轴流叶片锻件结构示意图；图2为本专利技术IN718合金轴流叶片锻件纵向低倍照片；图3为本专利技术IN718合金轴流叶片锻件晶粒度照片。
具体实施方式
[0009]一种IN718轴流叶片的加工方法，包括以下步骤：S1、制备坯料采用快锻或径锻工艺制备出所需规格的坯料，坯料组织的晶粒度为7～10级；S2、坯料喷涂坯料加热到200℃，保温1h以上，其中坯料保温时间为与坯料的厚度呈正比，坯料的全表面喷涂玻璃润滑剂，该玻璃润滑剂选择SA
‑
35高温合金锻造专用玻璃润滑剂，厚度要求0.05～0.1mm；S3、加热保温将坯料放入温度≤800℃的加热炉中，加热炉开始升温，加热炉温度从800℃升至980
±
10℃至少需要5h；加热炉炉温达到980
±
10℃后，至少保持2h；S4、锻造将坯料转移至压机上，压机下压将坯料压制成叶片锻件，变形速率控制在300～500mm/s，一火成型（即坯料模锻锤击次数为一锤），且压机模锻过程的等效应变≤1，模锻完时的终锻温度≥900℃，锻后空冷。
[0010]优选的，S1中，坯料为IN718合金；坯料的尺寸规格是φ40
×
(170～200)mm，胚料加工成轴流叶片尺寸的总长≤200mm；优选的，S4中，模锻过程中，要求模具表面质量满足Ra3.2um，同时所述模具需渗氮处理，提高模具耐磨性；且模具需要润滑，模具采用水基石墨润滑；模具预热温度≥300℃。
[0011]优选的，模锻后对坯料热处理，先固溶热处理950℃
×
60min，空冷；再时效热处理720℃
×
480min，炉冷至620℃，620℃
×
600min，空冷。
[0012]本专利技术在制备坯料时，采用常规快锻或径锻工艺制备出所需规格坯料，对坯料组织的要求为：确保晶粒度达到7～10级，对于坯料晶粒度的要求是必要的，若坯料晶粒组织不均匀或者粗大，会导致后续锻件晶粒粗大或者残余粗晶存在，进而影响锻件晶粒度不满足要求；同时本专利技术将坯料表面通过喷涂处理，这样可有效减小模锻过程中的金属流动的摩擦力，这样可有效避免模锻过程中表面开裂问题；并且整个模锻过程的等效应变≤1，确
保整个模锻过程发生的是不完全再结晶，实现锻件组织的细化；本专利技术在锻造IN718合金轴流叶片时，将变形速率控制在300～500mm/s，若压下过快，容易造成坯料内升温高，不利于获得细晶组织，若压下过慢，组织再结晶不易完成，不利于组织细化。
[0013]综上，通过坯料组织、模锻过程的等效应变及变形速率三个方面进行优化控制，结合不完全再结晶锻造技术，则构成了一套稳定、高效、可行的IN718合金轴流叶片生产工艺流程。在实际生产过程中，通过不完全再结晶锻造技术，可以保证坯料中心到边缘温度的均匀性；另外，整个锻造过程变形速率可控，结合较小的变形量设计，锻件内部组织发生不完全再结晶，从而实现细化晶粒的目的。本专利技术对坯料组织、模锻过程的等效应变及变形速率进行综合控制，确保了满足IN718合金轴流叶片（如图1所示）组织均匀、细小，晶粒度均达到10.5G～11.5G级（如图3所示），且锻件纵向低倍无亮条带异常（如图2所示）。
[0014]以上，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本专利技术所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IN718轴流叶片的加工方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、制备坯料采用快锻或径锻工艺制备出所需规格的坯料，所述坯料组织的晶粒度为7～10级；S2、坯料喷涂所述坯料加热到200℃，保温1h以上，所述坯料的全表面喷涂玻璃润滑剂，厚度要求0.05～0.1mm；S3、加热保温将所述坯料放入温度≤800℃的加热炉中，所述加热炉开始升温，所述加热炉温度从800℃升至980
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10℃至少需要5h；所述加热炉炉温达到980
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10℃后，至少保持2h；S4、锻造将所述坯料转移至压机上，所述压机下压将所述坯料压制成叶片锻件，变形速率控制在300～500mm/s，一火成型，且所述压机模锻过程的等效应变≤1，模锻完时的终锻温度≥900℃，锻后空冷。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁大庆，孙风军，尹林，魏丽，温金明，江红军，康炯，张忠，封嗣虎，姜智勇，
申请(专利权)人：无锡透平叶片有限公司，
类型：发明
国别省市：