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叶片精密锻件工艺设计方案和技术途径

时间:2022-08-18   访问量:1233

现代航空发动机用叶片大多数由高温钛合金、高温合金、不锈钢等材料制造。采用精密锻造工艺生产的叶片精密锻件叶片表面质量、内部组织、流线分布要求非常严格,需要设计实施最佳的模锻工艺设计方案,和一系列辅助工艺合理配合才能实现叶片锻件的精密锻造。一般情况下叶片精密锻件的工艺设计为:
(1)卧式平锻机制坯+螺旋压力机预锻+电动螺旋压力机终锻+机械抛光+电解加工型面。

(2) 电镦机挤压、镦头制坯+机械曲柄压力机预锻+机械曲柄压力机终锻+机械抛光+电解加工型面。
(3)电镦机挤压、镦头制坯+等温锻造压力机预锻+等温锻压力机终锻+机械抛光+电解加工型面。
(4)摩擦压力机挤压、镦头制坯+机械曲柄压力机预锻+机械曲柄压力机终锻+机械抛光+电解加工型面。
上述最为常用的热工艺为:电镦机挤压、镦头制坯+机械曲柄压力机预锻+机械曲柄压力机终锻+机械抛光+电解加工型面,或将“机械曲柄压力机预锻+机械曲柄压力机终锻”改为“电动螺旋压力机预锻+电动螺旋压力机终锻”。
根据叶片材料、外观形状和生产条件的不同,叶片精密锻造的工艺流程有所变化,特别是辅助工艺。在编制精密模锻工艺时,要根据锻件叶片类型和具体生产条件及经验安排工艺程序,选择合理的工艺参数。叶片精密锻造主要流程为:原材料准备→下料(辅助工艺处理表面吹砂、浸涂玻璃润滑剂)→挤压+镦头制坯→(辅助工艺处理)→预锻+终锻→(辅助工艺处理)→热处理→校正→机械抛光+电解加工型面抛光→校正→打标记→最终检验(外观尺寸和冶金性能、组织)。
钛合金叶片精锻件典型的金相组织可分为4种类型:
(1)等轴α组织(合金在低于相变点30~60℃相区加热后在锻造变形时形成);
(2)网篮状组织(合金在β相区加热后锻造变形在刚进入(α+β)相区时即刻形成);
(3)魏氏组织(合金在β相区加热后在锻造变形时形成);
(4)混合组织(合金在接近相变点区域加热后在锻造变形时形成)。
钛合金叶片的锻造加热温度工艺控制,一般是根据钛合金原材料冶炼方提供的合金相变点的温度来制定锻件加热温度范围的。叶片终锻时要求控制单火次的变形量,一般控制在30%~60%.



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