一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法技术

本发明专利技术提供了一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，属于钛合金锻造技术领域。本发明专利技术的准β锻造方法是将TC18钛合金预制坯依次进行定位锻造、准β锻造。该方法能够生产出组织力学性能均匀性好，并具有良好表面质量的TC18钛合金模锻件，同时降低了原材料的消耗和零件后期机加工周期。本发明专利技术的制备方法能够满足新型运输机高筋薄腹板大型结构件对接框关键件对大尺寸、高减重、长寿命和低成本的需求。长寿命和低成本的需求。长寿命和低成本的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准
β
锻造方法


[0001]本专利技术涉及钛合金锻造
，尤其涉及一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，大型高筋薄腹板结构件对接框锻件，采用棒料在小型吨位的液压锻锤上通过自由锻来完成，小吨位压机能力有限，锻造火次多而且锻透性差，导致锻件组织均匀性及流线完整性难以保证。极大地浪费了贵重金属损耗，同时也加大了后续制造的机加成本，而钛合金高筋薄腹板大型结构件对接框锻件由于投影面积大，在小型设备上成形难度较大，导致从原材料到锻件成型过程中锻压比不足，锻造火次多等很多问题，锻件组织力学性能均匀一致性差，尤其是疲劳寿命低等一系列问题，因此，针对上述问题提出一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，以解决上述问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，包括以下步骤：
[0006](1)对TC18钛合金预制坯进行定位锻造，包括以下步骤：将预处理的TC18钛合金预制坯置于电炉中进行加热，加热完成后置于预热的模具中进行压制，空冷至室温得到定位锻坯料；
[0007](2)对定位锻坯料进行准β锻造，包括以下步骤：将预处理的定位锻坯料置于电炉中进行加热，加热完成后置于预热的模具中进行压制，空冷至室温得到准β锻造坯料；
[0008]所述定位锻造的加热温度为T
β
‑
(30～45)℃，保温时间为180～280min；
[0009]所述准β锻造包括低温区预热和高温区加热，所述低温区预热加热温度T
β
‑
(30～45)℃，保温时间为150～200min，所述高温区加热温度为：T
β
+(10～20)℃，保温为50
‑
100min。
[0010]优选的，所述预处理的TC18钛合金预制坯是将TC18钛合金预制坯置于电炉中预热100～200℃，保温10～20分钟后均匀喷涂Ti
‑
7润滑剂，喷涂厚度0.2～0.4mm，保证坯料表面喷涂后润滑剂厚度均匀。
[0011]优选的，所述预处理的定位锻坯料是将定位锻坯料置于电炉中预热100～200℃，保温10～20分钟后均匀喷涂Ti
‑
7润滑剂，喷涂厚度0.2～0.4mm，保证坯料表面喷涂后润滑剂厚度均匀。
[0012]优选的，所述定位锻造和准β锻造的压制速度分别1～2mm/s。
[0013]优选的，所述预热的模具是先将模具预热炉中预热至250～350℃，预热时间≥12
小时，并在锻造之前对模具型腔喷涂石墨水剂。
[0014]优选的，所述石墨水剂按照质量比石墨：水＝1:5配制而成。
[0015]优选的，还包括对准β锻造坯料进行热处理的步骤。
[0016]优选的，所述热处理是将准β锻造坯料于830～840℃入炉，保温180min，炉冷至740～760℃，保温150min，出炉空冷至室温；然后于615～625℃入炉，保温360min，出炉空冷至室温，得到所述TC18钛合金模锻件。
[0017]本专利技术模具的制备方法为：
[0018]i)设计锻件图：分析零件图，包括产品零件外廓尺寸、投影面积、最小截面厚度和最大截面厚度、凹槽深度结构特征，帮根据上述零件形状、尺寸、材料特性，确定锻件余量、拔模斜度进而进行锻件设计；
[0019]ii)设计模锻用荒坯图、模锻模具图，并进行模具制造：
[0020]荒坯图以制荒过程每火次的变形量30％～40％，模锻时变形量35％～40％的原则设计；
[0021]制荒用弯曲专用工装设计；
[0022]根据荒坯尺寸及弯曲形状结构，设计出制荒用弯曲工装；
[0023]根据模具图进行模具的加工制造，并严格控制上、下模型腔的表面粗糙度及型腔尺寸。
[0024]本专利技术所述预制坯的制备方法为：
[0025]使用快锻机及专用工装进行制荒，其包括以下程序：
[0026](a)锻造前上下砧和所用工装应用天然气预热至150～250℃，预热时间≥2小时，坯料回炉加热时，上下砧及工装应补充预热；
[0027](b)坯料在电炉中进行加热，加热温度T
β
‑
35℃，保温时间按0.7min/mm计算；
[0028](c)坯料出炉后置于上、下砧之间进行制荒，并控制每火次的压下量和压制速度，得到符合工艺要求的坯料；
[0029](d)锻后空冷至室温；
[0030]重复上述a～d步骤4
‑
5次；得到预制坯。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术提供了一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法。本专利技术坯料加热过程中，包括定位锻造、准β锻造加热，生产出组织力学性能均匀性好，并具有良好表面质量的TC18钛合金模锻件，同时降低了原材料的消耗和零件后期机加工时间，能够满足新型运输机高筋薄腹板大型结构件对接框关键件对大尺寸、高减重、长寿命和低成本的需求。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施1中预制坯结构示意图；
[0034]图2为本专利技术实施1锻件轴测图；
[0035]图3为本专利技术实施2中预制坯结构示意图；
[0036]图4为本专利技术实施2锻件轴测图。
具体实施方式
[0037]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。
[0038]实施例1
[0039]一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，步骤如下：
[0040]锻件材料：TC18钛合金(Ti
‑
5Al
‑
5Mo
‑
5V
‑
1Cr
‑
1Fe)；锻件外廓尺寸：2175
×
1480
×
260mm；锻件投影面积0.969m2；锻件重量：626kg。
[0041]步骤一，设计锻件图；
[0042]首先，分析零件图：零件外廓尺寸为1925
×
1335
×
240mm，投影面积为0.653m2，腹板厚度4mm，典型筋宽4mm。根据上述零件特征，确定锻件余量为宽度方向单边10mm，长度方向单边15mm，高度方向单边10mm，拔模斜度内15
°
、外7
°
，凸圆角R10，凹圆角R30。按上述确定的原则完成锻件设计；
[0043]步骤二，设计模锻用荒坯图、模锻模具图，并进行模具制造；
[0044]荒坯图以制荒过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对TC18钛合金预制坯进行定位锻造，包括以下步骤：将预处理的TC18钛合金预制坯置于电炉中进行加热，加热完成后置于预热的模具中进行压制，空冷至室温得到定位锻坯料；(2)对定位锻坯料进行准β锻造，包括以下步骤：将预处理的定位锻坯料置于电炉中进行加热，加热完成后置于预热的模具中进行压制，空冷至室温得到准β锻造坯料；所述定位锻造的加热温度为T
β
‑
(30～45)℃，保温时间为180～280min；所述准β锻造包括低温区预热和高温区加热，所述低温区预热加热温度T
β
‑
(30～45)℃，保温时间为150～200min，所述高温区加热温度为：T
β
+(10～20)℃，保温为50
‑
100min。2.根据权利要求1所述的大型高筋薄腹板对接框用TC18钛合金模锻件的准β锻造方法，其特征在于，所述预处理的TC18钛合金预制坯是将TC18钛合金预制坯置于电炉中预热100～200℃，保温10～20分钟后均匀喷涂Ti
‑
7润滑剂，喷涂厚度0.2～0.4mm，保证坯料表面喷涂后润滑剂厚度均匀。3.根据权利要求1所述的大型高筋薄腹板对接框用TC18钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晓花，刘新，焦娟娟，史占奎，张凯，
申请(专利权)人：西安三角防务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：