大型高温合金涡轮盘的热加工锻造方法技术

大型高温合金涡轮盘的热加工锻造方法，其特征是：（１）常规的电渣锭墩拔工艺，将φ９００ｍｍ电渣锭制备成φ７３０ｍｍ的圆柱体合金坯料（２）坯料低温加热至９００℃出炉，侧面直接包覆由绝热棉、双粘结剂组成的可粘贴绝热棉，继续进炉加热至规定温度，保温时间延长５小时（３）一火锻造将坯料墩粗至１７００ｍｍ的中间坯：先采用传统的墩粗工艺，待压机能力达到极限后，上砧调成宽度≤４００ｍｍ的矩型锤进行局部变形（４）中间坯圆饼坯料回炉加热时，仅下表面包覆，时间２小时（５）“局部变形、旋转锻造”的末火锻造，将φ１７００ｍｍ的中间坯锻成φ２０００ｍｍ成品：上砧宽２００ｍｍ，旋转角１５度，压下量２５ｍｍ，变形量３５％。本发明专利技术工艺合理，有效解决了国内液压机设备不能生产的难题，产品质量高，生产效率高，效益显著。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冶金行业高温合金的热加工锻造工艺方法，尤其是高温合金涡轮盘的热加工成型工艺方法。
技术介绍
高温合金是现代航空发动机、火箭发动机、燃汽轮机所必需的重要金属材料。它能在高温(一般指600～900℃)、氧化气氛和燃气腐蚀条件下，承受较大应力并长期使用。高温合金涡轮盘是常见的高温合金制品，是燃汽轮机(燃汽轮机具有效率高、成本低、污染小等特点)的关键材料，应用相当广泛。随着社会科学技术的发展，燃汽轮机的容量越来越大，高温合金涡轮盘的尺寸、单件重量也趋于大型化，目前10～20万千瓦级的重型燃汽轮机的设计研制已被我国列入最近和今后几年发展的重点，相应的高温合金涡轮盘直径尺寸也从原来的700～1200mm扩大到2000mm左右。目前，传统的高温合金涡轮盘的锻造生产工艺是自由锻(自由锻是采用圆柱体坯料，直接或多火次墩粗至所需尺寸)和模锻(模锻是采用圆饼在模具中墩粗)两种方法，其共同特点是合金坯料上方的锤头、下方的工作砧(下砧)同时与合金坯料的两端面整体接触，而压机所承受的载荷非常大(一方面，高温合金锻件的变形抗力较大，压机所承受的单位载荷也较大；另一方面，大型高温合金锻件的端面面积尺寸较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型高温合金涡轮盘的热加工锻造方法，其特征是采用五步法热加工成型工艺：首先是坯料制备，采用常规的墩拔方法，将合金电渣锭锻造成直径φ６７０～７６０ｍｍ、高径比２．０～２．５的圆柱体合金坯料；其次是坯料包覆保温加热，采用特定的非金属保温材料对８５０～１１００℃高温状态的合金坯料包覆保温；第三是墩粗与局部变形相结合的一火锻造，将合金坯料墩粗至１４００～１８００ｍｍ的中间坯；第四是中间坯回炉加热；第五是局部变形的锻造成型，生产出φ１４００～１８００ｍｍ的大型高温合金涡轮盘：（ １）坯料制备采用常规的电渣锭墩拔生产工艺方法，将φ８００～φ１０００ｍｍ电渣锭，制备φ６７０～７６０ｍｍ圆柱体合...

【技术特征摘要】
1.大型高温合金涡轮盘的热加工锻造方法，其特征是采用五步法热加工成型工艺首先是坯料制备，采用常规的墩拔方法，将合金电渣锭锻造成直径φ670～760mm、高径比2.0～2.5的圆柱体合金坯料；其次是坯料包覆保温加热，采用特定的非金属保温材料对850～1100℃高温状态的合金坯料包覆保温；第三是墩粗与局部变形相结合的一火锻造，将合金坯料墩粗至1400～1800mm的中间坯；第四是中间坯回炉加热；第五是局部变形的锻造成型，生产出φ1400～1800mm的大型高温合金涡轮盘(1)坯料制备采用常规的电渣锭墩拔生产工艺方法，将φ800～φ1000mm电渣锭，制备φ670～760mm圆柱体合金坯料，高径比为2.0～2.5，圆柱体表面车光，缺陷局部打磨，打磨干净，打磨宽深比大于6；(2)坯料包覆保温包覆坯料的保温材料是一种特定的保温毡，它是可粘贴绝热棉；圆柱体合金坯料加热至800～1000℃，出加热炉进行包套，可粘贴绝热棉包覆在圆柱体合金坯料的侧面，两端不包套；包套后的合金坯料继续进加热炉加热，加热温度按常规要求的温度上限控制加热，如GH2674合金的常规加热温度是1110～1130℃，则包套合金坯料的加热温度是1120～1130℃；保温时间比常规保温时间长3～6小时；(3)墩粗与局部变形相结合的一火锻造包覆可粘贴绝热棉的圆柱体合金坯料出炉，实施“墩粗变形+局部变形”的一火锻造变形；一火锻造变形前，先在转台上铺可粘贴绝热棉，转台也就是下工作砧，圆柱体合金坯料上端面盖一层可粘贴绝热棉，也就是合金坯料全包覆保温；一火锻造变形时，先采用传统的墩粗变形锻造工艺，转台直径D1大于合金涡轮盘成品规格尺寸d1，D1＝(1.1～1.5)d1，D1＝φ2200～φ2500mm，上砧采用尺寸大于圆柱体合金坯料直径d2的L1×L1的平锤头，L1＝(1.5～2.0)d2，墩粗变形过程中，随着坯料高度的降低，及时将保温毡盖住合金坯料的圆柱体侧面；待压机能力达到极限后，且坯料出现鼓形后，必须是单鼓形，如出现双鼓性必须矫正，上砧调换成宽度较窄的矩型锤头进行“局部变形、旋转锻造”的热加工锻造方法；局部变形前，下工作砧不变，采用直径D1的转台，圆柱体坯料放在圆形砧中心，上锤头调换成B×L2的矩型砧，上锤头就是上工作砧，宽度较窄，宽度B＝200～400mm，长度L2＝(1.1～1.5)D1；在局部变形的整个过程中，及时将保温毡盖住合金坯料露裸的部分，确保整个坯料温度大于950℃；局部变形时，坯料随圆形砧旋转，矩形砧上下运动与坯料端面局部接触，坯料压下量20～30mm，矩形砧每次压下完成抬起后，圆形砧带动坯料旋转一定角度，矩形砧再次压下，待旋转一周后重复上述工艺，直到变形至所需规格，上、下砧配合完成锻造；锻至预定尺寸的中间坯盘件时，按末火锻造预留30％～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：马天军，赵玉才，金鑫，周奠华，王林涛，赵雅婷，吴瑞恒，
申请(专利权)人：宝钢集团上海五钢有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]