Tc4合金葉片的鍛造工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及TC4合金葉片的鍛造工藝，包括以下步驟：充氫處理、機(jī)械加工、第一次吹砂處理、噴涂潤(rùn)滑劑、模具預(yù)熱、鍛造、去飛邊、第二次吹砂處理、最后將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件表面清潔后，置入管式固態(tài)置氫爐中，加熱至700～750℃，冷卻至室溫即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的TC4合金葉片的鍛造工藝，由于對(duì)TC4合金進(jìn)行固態(tài)置氫處理，在鈦合金葉片坯料中添加0.1～0.4％的氫元素，以及對(duì)鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改善了鈦合金葉片的成型性能，降低了鍛造溫度，從而減小模具變形和模具磨損程度，進(jìn)而提高了鈦合金葉片的尺寸精度，同時(shí)降低了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
TC4合金葉片的鍛造工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及TC4合金葉片的鍛造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著新型飛機(jī)向輕量化、高性能和低成本的方向發(fā)展，對(duì)其動(dòng)力系統(tǒng)提出了更高的要求。渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片工作條件比較惡劣，而鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕和耐高溫等一系列優(yōu)點(diǎn)，這使得鈦合金在風(fēng)扇葉片領(lǐng)域獲得了大量的應(yīng)用。提高鈦合金葉片的機(jī)械性能可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)參數(shù)，還可以為葉片減重，這些是提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的有效方法。但是鈦合金屬于難變形材料，加之風(fēng)扇葉片形狀的復(fù)雜性導(dǎo)致其鍛造工藝性差、鍛造溫度高，這使得葉片鍛造過(guò)程中能耗較大，并且對(duì)鍛造模具的性能要求很高，等溫鍛造一般要采用鎳基高溫合金，極大地增大了模具成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足:提供TC4合金葉片的鍛造工藝。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]TC4合金葉片的鍛造工藝，包括以下步驟:
[0006](I)充氫處理:將TC4合金表面用丙酮清洗后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到1.0X10 3?1.5X 10 3Pa,以 10 ?15°C /min 的速度加熱至 750 ?850°C，保溫 10 ?15min，按TC4合金坯料的重量百分比充入0.1?0.4%的氫氣，以6?10°C /min的速度冷卻至室溫，即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片；
[0007](2)機(jī)械加工:將固態(tài)置氫鈦合金葉片進(jìn)行機(jī)械加工，得到固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制還料；
[0008](3)第一次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面進(jìn)行吹砂處理和打磨處理；
[0009](4)噴涂潤(rùn)滑劑:在固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面噴涂鈦合金玻璃潤(rùn)滑劑；
[0010](5)模具預(yù)熱:將鍛造模具安裝于曲柄壓力機(jī)上，將模具加熱至250?350°C保溫;
[0011](6)鍛造:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料進(jìn)行鍛造，上模壓下速度為0.1?
0.3mm/s，上下模具閉合后即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件；
[0012](7)去飛邊:將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛造坯料去除飛邊；
[0013](8)第二次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件的表面進(jìn)行吹砂和打磨處理；
[0014](9)將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件表面清潔后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到
1.0X10 3?1.5X10 3Pa,以5?15°C /min的速度加熱至700?750°C，爐內(nèi)真空度高于3X10 3Pa后保溫2?3h，以6?10°C /min的速度冷卻至室溫。
[0015]所述步驟(I)中充入氫氣的流量為0.8?1.5L/min，保溫2?5h。
[0016]所述步驟⑴中按鈦合金葉片坯料的重量百分比充入0.3%的氫氣；
[0017]所述步驟(5)中保溫10?20分鐘，保溫期間溫度波動(dòng)范圍為±1°C。
[0018]所述步驟(6)中裝有固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料的模具在液壓機(jī)上的電阻爐內(nèi)升溫應(yīng)為760?810°C范圍內(nèi)，保溫10?30min。
[0019]所述步驟(6)中鍛造溫度為800°C時(shí)，上模壓下速度為0.15mm/So
[0020]同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0021]本發(fā)明提供的TC4合金葉片的鍛造工藝，由于對(duì)TC4合金進(jìn)行固態(tài)置氫處理，在鈦合金葉片坯料中添加0.1?0.4%的氫元素，以及對(duì)鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改善了鈦合金葉片的成型性能，降低了鍛造溫度，從而減小模具變形和模具磨損程度，進(jìn)而提高了鈦合金葉片的尺寸精度，同時(shí)降低了成本。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明實(shí)施方式主要提供TC4合金葉片的鍛造工藝，為便于很好的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0023]實(shí)施例1
[0024]TC4合金葉片的鍛造工藝，包括以下步驟:
[0025](I)充氫處理:將TC4合金表面用丙酮清洗后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到1.0X10 3Pa,以10°C /min的速度加熱至750°C，保溫lOmin，按TC4合金坯料的重量百分比充入0.1 %的氫氣，以6°C /min的速度冷卻至室溫，即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片；
[0026](2)機(jī)械加工:將固態(tài)置氫鈦合金葉片進(jìn)行機(jī)械加工，得到固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制還料；
[0027](3)第一次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面進(jìn)行吹砂處理和打磨處理；
[0028](4)噴涂潤(rùn)滑劑:在固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面噴涂鈦合金玻璃潤(rùn)滑劑；
[0029](5)模具預(yù)熱:將鍛造模具安裝于曲柄壓力機(jī)上，將模具加熱至350°C保溫；
[0030](6)鍛造:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料進(jìn)行鍛造，鍛造溫度為800°C，保溫lOmin，上模壓下速度為0.15mm/s，上下模具閉合后即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件；
[0031](7)去飛邊:將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛造坯料去除飛邊；
[0032](8)第二次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件的表面進(jìn)行吹砂和打磨處理；
[0033](9)將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件表面清潔后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到LOXlO3Pa,以5°C /min的速度加熱至700°C，爐內(nèi)真空度高于3X 10 3Pa后保溫2h，以6 0C /min的速度冷卻至室溫。
[0034]所述步驟(I)中充入氫氣的流量為0.8L/min，保溫2h。
[0035]所述步驟(I)中按鈦合金葉片坯料的重量百分比充入0.3%的氫氣；
[0036]所述步驟(5)中保溫10分鐘，保溫期間溫度波動(dòng)范圍為±1°C。
[0037]實(shí)施例2
[0038]TC4合金葉片的鍛造工藝，包括以下步驟:
[0039](I)充氫處理:將TC4合金表面用丙酮清洗后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到1.5X10 3Pa,以15°C /min的速度加熱至850°C，保溫15min，按TC4合金坯料的重量百分比充入0.4%的氫氣，以10°C /min的速度冷卻至室溫，即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片；
[0040](2)機(jī)械加工:將固態(tài)置氫鈦合金葉片進(jìn)行機(jī)械加工，得到固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制還料；
[0041](3)第一次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面進(jìn)行吹砂處理和打磨處理；
[0042](4)噴涂潤(rùn)滑劑:在固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面噴涂鈦合金玻璃潤(rùn)滑劑；
[0043](5)模具預(yù)熱:將鍛造模具安裝于曲柄壓力機(jī)上，將模具加熱至250°C保溫；
[0044](6)鍛造:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料進(jìn)行鍛造，鍛造溫度為800°C，保溫lOmin，上模壓下速度為0.15mm/s，上下模具閉合后即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件；
[0045](7)去飛邊:將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛造坯料去除飛邊；
[0046](8)第二次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件的表面進(jìn)行吹砂和打磨處理；
[0047](9)將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件表面清潔后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到
1.5X10 3Pa,以15°C /min的速度加熱至750°C，爐內(nèi)真空度高于3X 10 3Pa后保溫3h，以10C /min的速度冷卻至室溫。
[0048]所述步驟(I)中充入氫氣的流量為1.5L/min，保溫5h。
[0049]所述步驟(I)中按鈦合金葉片坯料的重量百分比充入0.3%的氫氣；
[0050]所述步驟(5)中保溫20分鐘，保溫期間溫度波動(dòng)范圍為±1°C。
[0051]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的TC4合金葉片的鍛造工藝，由于對(duì)TC4合金進(jìn)行固態(tài)置氫處理，在鈦合金葉片坯料中添加0.1?0.4%的氫元素，以及對(duì)鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改善了鈦合金葉片的成型性能，降低了鍛造溫度，從而減小模具變形和模具磨損程度，進(jìn)而提高了鈦合金葉片的尺寸精度，同時(shí)降低了成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)充氫處理:將TC4合金表面用丙酮清洗后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到1.0XlO 3 ?1.5 X 10 3Pa,以 10 ?15°C /min 的速度加熱至 750 ?850°C，保溫 10 ?15min，按TC4合金坯料的重量百分比充入0.1?0.4%的氫氣，以6?10°C /min的速度冷卻至室溫，即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片； (2)機(jī)械加工:將固態(tài)置氫鈦合金葉片進(jìn)行機(jī)械加工，得到固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料； (3)第一次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面進(jìn)行吹砂處理和打磨處理； (4)噴涂潤(rùn)滑劑:在固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料表面噴涂鈦合金玻璃潤(rùn)滑劑； (5)模具預(yù)熱:將鍛造模具安裝于曲柄壓力機(jī)上，將模具加熱至250?350°C保溫； (6)鍛造:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料進(jìn)行鍛造，上模壓下速度為0.1?0.3mm/s,上下模具閉合后即得到固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件； (7)去飛邊:將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛造坯料去除飛邊； (8)第二次吹砂處理:對(duì)固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件的表面進(jìn)行吹砂和打磨處理； (9)將固態(tài)置氫鈦合金葉片鍛件表面清潔后，置入管式固態(tài)置氫爐中，抽真空到1.0X10 3?1.5X10 3Pa,以5?15°C /min的速度加熱至700?750°C，爐內(nèi)真空度高于3X10 3Pa后保溫2?3h，以6?10°C /min的速度冷卻至室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(I)中充入氫氣的流量為0.8?1.5L/min，保溫2?5h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(I)中按鈦合金葉片坯料的重量百分比充入0.3%的氫氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(5)中保溫10?20分鐘，保溫期間溫度波動(dòng)范圍為± I °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(6)中裝有固態(tài)置氫鈦合金葉片預(yù)制坯料的模具在液壓機(jī)上的電阻爐內(nèi)升溫應(yīng)為760?810°C范圍內(nèi)，保溫10?30min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述TC4合金葉片的鍛造工藝，其特征在于:所述步驟￠)中鍛造溫度為800°C時(shí)，上模壓下速度為0.15mm/So
【文檔編號(hào)】B21K3/04GK106064226SQ201410660384
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2014年11月18日 公開(kāi)號(hào)201410660384.X, CN 106064226 A, CN 106064226A, CN 201410660384, CN-A-106064226, CN106064226 A, CN106064226A, CN201410660384, CN201410660384.X
【發(fā)明人】劉盼
【申請(qǐng)人】西安以鏘電子科技有限責(zé)任公司