本發(fā)明涉及異形鍛件制造工藝，具體是一種β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法。

背景技術(shù)：

1、tc25鈦合金是一種綜合性能優(yōu)良的ti-al-zr-sn-mo-w-si系(+β)馬氏體型熱強鈦合金，名義成分為ti-6.5al-2zr-2sn-2mo-1w-0.2si，它兼有tc11合金的高熱強性和tc8合金的熱穩(wěn)定性，適合用來制作發(fā)動機零部件，可在500℃～550℃長時使用，在550℃以下合金具有良好的室溫性能、蠕變性能、疲勞性能與斷裂韌性的匹配，在適當變形和熱處理條件下可獲得較為理想的綜合性能。

2、目前在工程制造中，tc25鈦合金環(huán)鍛件一般使用α+β兩相區(qū)環(huán)鍛的方法，但隨著發(fā)動機的發(fā)展，常規(guī)α+β兩相區(qū)生產(chǎn)tc25環(huán)鍛件強度已不能滿足設(shè)計對tc25環(huán)鍛件的使用要求，需使用β相區(qū)鍛造才能生產(chǎn)出強度更高的tc25環(huán)形鍛件。通過α+β兩相區(qū)鍛造方法生產(chǎn)的tc25環(huán)形鍛件，生產(chǎn)后鍛件尺寸良好穩(wěn)定，經(jīng)高倍組織檢測，基體基本為均勻的雙態(tài)組織，含有大量的初生α相，力學(xué)性能均合格，但裕度較少。

3、通過β相區(qū)鍛造方法生產(chǎn)的tc25環(huán)形鍛件，生產(chǎn)后鍛件尺寸良好穩(wěn)定，經(jīng)高倍組織檢測，基體基本為網(wǎng)籃組織，含有少量的初生α相，室溫及高溫強度均有提高，其他性能均合格，且裕度較多。因此，尋找一種優(yōu)秀的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，是目前的重點研究方向。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，包括以下步驟：

2、一種β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，包括如下步驟：

3、(1)下料；

4、(2)第一次加熱：加熱溫度為tβ-(30±10)℃；

5、(3)墩粗、沖孔：將第一次加熱后的坯料進行墩粗、沖孔；

6、(4)第二次加熱：將鐓粗沖孔后的坯料進行第二次加熱；溫度為tβ+(20±10)℃；選擇tβ+(20±10)℃是為了完全消除原材料帶來的初生α相，為后續(xù)終軋做好組織準備；

7、(5)馬架擴孔：馬架擴孔需快速完成，整個馬架過程為3圈，開始馬架擴孔至馬架擴孔結(jié)束不超過150s，確保終鍛溫度≥950℃；

8、(6)第三次加熱：將馬架擴孔后的坯料進行第三次加熱；加熱溫度選擇為tβ±10℃；

9、(7)終軋：坯料終軋時在初始的咬入階段，緩慢咬入，使環(huán)件相對的緩慢長大小部分內(nèi)徑，一小段后進入主軋階段，此階段快速完成軋制，短時內(nèi)完成剩余內(nèi)徑長大量，第三階段整形階段快速完成，5s～7s內(nèi)完成整形；

10、(8)雙重退火：將經(jīng)終軋后所得鍛件進行雙重退火處理，第一次退火是在965℃下保溫，冷卻方式是風冷，第二次退火是在555℃下保溫，冷卻方式是空冷。

11、進一步的，所述中tβ為相變點溫度。

12、進一步的，所述步驟(3)，墩粗后高度與終軋后高度比為1.1≥h1/h2≥1.3，其中墩粗后沖孔前坯料高度為h1，終軋后坯料高度為h2。若比值太低，終軋后坯料可能存在塌角的缺陷，比值太高，后續(xù)環(huán)軋時，錐棍工作量過大，需要環(huán)軋機有較大的軸向壓力，且坯料端面因急劇變形引起端面溫度過高，造成環(huán)件各部位組織部均勻。

13、進一步的，所述步驟(5)，本工序為終軋工序預(yù)留20％～30％的變形量。

14、進一步的，所述步驟(1)，具體是按φ200mm×103mm尺寸進行下料，下料后，兩端面倒圓角(r8～r10)mm。

15、進一步的，所述步驟(2)、(4)、(6)，其中加熱保溫時間按照0.6×有效壁厚+(30～180)min計算。

16、進一步的，所述步驟(3)，選用直徑為φ(100～110)mm的沖頭進行沖孔。

17、進一步的，所述步驟(5)，具體是采用馬架擴孔的方法將坯料生產(chǎn)至φ(355±5)mm×φ(230±5)mm×60mm尺寸，馬架擴孔在3圈內(nèi)完成，第一圈馬架擴孔壓下量(4～6)mm，第二圈馬架擴孔壓下量(6～8)mm，第三圈馬架擴孔完成剩余壓下量。

18、進一步的，所述步驟(7)，具體是使用軋機將坯料軋制至φ(410±5)mm×φ(320±5)mm×(58±5)mm；軋制時，在初始咬入階段，應(yīng)緩慢咬入，約30s使環(huán)件長大30mm，30s后進入主軋階段，此階段需快速完成軋制，在20s內(nèi)完成約70mm的內(nèi)徑長大量，第三階段整形階段應(yīng)快速完成，5s～7s內(nèi)完成整形。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)效果體現(xiàn)在：

20、目前常規(guī)生產(chǎn)tc25環(huán)鍛件一般使用α+β兩相區(qū)環(huán)鍛的方法，但隨著發(fā)動機的發(fā)展，常規(guī)α+β兩相區(qū)生產(chǎn)tc25環(huán)鍛件已不能滿足設(shè)計對tc25環(huán)鍛件的使用要求，尤其是對外封嚴篦齒環(huán)鍛件提出了更高的要求，需使用β相區(qū)鍛造才能生產(chǎn)出強度更高的tc25環(huán)形鍛件，本申請通過特定的β相區(qū)鍛造方法生產(chǎn)的tc25環(huán)形鍛件，生產(chǎn)后鍛件尺寸良好穩(wěn)定，經(jīng)高倍組織檢測，基體基本為網(wǎng)籃組織，含有少量的初生α相，室溫及高溫強度均有提高，其他性能均合格，且有一定的裕度。

技術(shù)特征：

1.一種β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述中tβ為相變點溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(3)，墩粗后高度與終軋后高度比為1.1≥h1/h2≥1.3，其中墩粗后沖孔前坯料高度為h1，終軋后坯料高度為h2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(5)，本工序為終軋工序預(yù)留20％～30％的變形量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(1)，具體是按φ200mm×103mm尺寸進行下料，下料后，兩端面倒圓角(r8～r10)mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(2)、(4)、(6)，其中加熱保溫時間按照0.6×有效壁厚+(30～180)min計算。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(3)，選用直徑為φ(100～110)mm的沖頭進行沖孔。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(5)，具體是采用馬架擴孔的方法將坯料生產(chǎn)至φ(355±5)mm×φ(230±5)mm×60mm尺寸，馬架擴孔在3圈內(nèi)完成，第一圈馬架擴孔壓下量(4～6)mm，第二圈馬架擴孔壓下量(6～8)mm，第三圈馬架擴孔完成剩余壓下量。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的β鍛tc25環(huán)形鍛件的制造方法，其特征在于，所述步驟(7)，具體是使用軋機將坯料軋制至φ(410±5)mm×φ(320±5)mm×(58±5)mm；軋制時，在初始咬入階段，應(yīng)緩慢咬入，約30s使環(huán)件長大30mm，30s后進入主軋階段，此階段需快速完成軋制，在20s內(nèi)完成約70mm的內(nèi)徑長大量，第三階段整形階段應(yīng)快速完成，5s～7s內(nèi)完成整形。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及異形鍛件制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種β鍛TC25環(huán)形鍛件的制造方法。本發(fā)明提供一種穩(wěn)定的生產(chǎn)β鍛TC25環(huán)形鍛件的工藝方法，包括：下料→加熱→鐓粗沖孔→加熱→馬架擴孔→加熱→終軋→雙重退火。最終生產(chǎn)得到的TC25環(huán)形鍛件，生產(chǎn)后鍛件尺寸良好穩(wěn)定，經(jīng)高倍組織檢測，基體基本為網(wǎng)籃組織，含有少量的初生α相，室溫及高溫強度均有提高，其他性能均合格，且有一定的裕度。

技術(shù)研發(fā)人員：張安琴,楊家典,高軍,何星星,王江,彭翔,肖欽夤,肖楊,盧熠
受保護的技術(shù)使用者：中國航發(fā)貴陽發(fā)動機設(shè)計研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6