本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動機(jī)用軸頸類鍛件的模鍛擠壓鍛造成形方法，特別是涉及一種航空發(fā)動機(jī)用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法。
背景技術(shù)：
鈦合金作為航空發(fā)動機(jī)用主要零部件制作材料，得到廣泛的應(yīng)用；TC17合金軸頸作為發(fā)動機(jī)零部件的主要構(gòu)成部分，受其工作狀況的變化，設(shè)計(jì)對其組織、性能提出更高的要求；目前TC17合金β鍛工藝受到高度重視，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要保證組織及性能要求鍛件各部位具有較大的變形量(應(yīng)變大于0.5)，同時表面不能產(chǎn)生鍛造缺陷，增加了鍛造成形的難度。
目前通常使用兩種鈦合金軸頸類鍛件的模鍛成形方法。一種是把按規(guī)格下料的合金棒料經(jīng)鐓粗，再把坯料機(jī)加成中間坯尺寸，加熱后裝進(jìn)普通開式模型腔內(nèi)鍛造成形，鍛造出組織和性能良好的鈦合金軸頸類鍛件。采用該方法適合于鈦合金的常規(guī)鍛造工藝，很難滿足TC17合金β鍛工藝對變形量的要求，影響鍛件最終的組織、性能及使用狀態(tài)。另外一種是把按規(guī)格下料的合金棒料經(jīng)鐓粗，再把坯料機(jī)加成中間坯尺寸，加熱后裝進(jìn)等溫鍛模內(nèi)鍛造擠壓成形，鍛造出組織和性能良好的鈦合金軸頸類鍛件。該方法首先需要制作專用高溫合金等溫鍛模具，費(fèi)用較大，其次采用等溫模擠壓成形鍛件生產(chǎn)周期較長，效率低。
采用上述兩種方法鍛造TC17合金β鍛軸頸類鍛件時，分別存在質(zhì)量、周期等問題影響研制進(jìn)度。
因此原有的鍛造方法已經(jīng)無法滿足設(shè)計(jì)及生產(chǎn)任務(wù)的要求，必須提出新的TC17合金β鍛模鍛擠壓的鍛造方法已滿足生產(chǎn)需求，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種閉式模鍛擠壓方式來實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)用TC17合金β鍛的鍛造成形方法，采用該方法能夠鍛造出表面光滑、組織及性能優(yōu)良的TC17合金軸頸鍛件。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機(jī)用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造方法，包括如下步驟:
步驟1依據(jù)鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件，優(yōu)化荒型設(shè)計(jì)，完成中間坯的設(shè)計(jì)及普通鍛模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過調(diào)整坯料形狀，保證鍛件各部位對應(yīng)等效應(yīng)變大于0.5；
步驟2將坯料加熱到850℃到865℃之間，采用2500t快鍛機(jī)將坯料從￠300×740mm鐓粗至完成荒坯制作；
步驟3將步驟2荒坯按步驟1的中間坯設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)加，后加熱至200～300℃保溫60min，夾持出爐進(jìn)行全表面潤滑劑噴涂，完成中間坯制作；
步驟4將預(yù)熱至250～300℃的閉式擠壓模具安裝至壓機(jī)工作臺，并對型腔表面進(jìn)行潤滑劑噴涂，同時將步驟3中間坯加熱至925℃，轉(zhuǎn)移放入閉式擠壓模具內(nèi)，采用0.5～3mm/s速度，完成終鍛鍛件的擠壓成形。
采用上述鍛造成形方法鍛造成形的TC17合金軸頸鍛件，其輪廓尺寸￠600×549mm，投影面積0.28m2，鍛件重量150Kg。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明將鍛造工藝中等溫?cái)D壓代替為閉式模鍛擠壓方式，獲得組織及性能優(yōu)良的TC17合金β鍛軸頸鍛件。
閉式模鍛擠壓方式與等溫鍛相比，在鍛造設(shè)備鍛壓過程中，通過調(diào)整鍛造速度、坯料及模具溫度，有效保證鈦合金在規(guī)定鍛造溫度范圍內(nèi)的變形量。閉式模鍛擠壓方式保證鍛件組織、性能的同時，有效降低模具制作成本，縮短制作周期。
上述的鍛造方法避免模具費(fèi)用大、鍛造周期長、制作成本高等缺點(diǎn)，能夠生產(chǎn)出組織均勻、綜合性能優(yōu)的航空TC17合金β鍛軸頸鍛件。
具體實(shí)施方式
實(shí)施本發(fā)明所述的航空發(fā)動機(jī)用TC17合金β鍛軸頸鍛件的鍛造成形方法需要提供坯料、坯料加熱爐、壓力機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備。下面以我國材料牌號為Tc17的鈦合金為例來詳細(xì)說明該方法的具體實(shí)施方式：
該合金的主要化學(xué)元素含量(重量百分比)為：含C量0.02％、含N量0.01％\含H量0.0002％、含O量0.11％、含Al量5.1％、含Sn量2.1％、含F(xiàn)e量0.034％、含Cr量3.9％、含Mo量4.4％、含Zr量2.0％、其余為Ti。
該合金從棒材到生產(chǎn)出合格的航空發(fā)動機(jī)用TC17合金β鍛軸頸鍛件的工藝步驟如下：
步驟1依據(jù)鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件(Deform)，優(yōu)化荒型設(shè)計(jì)，完成中間坯的設(shè)計(jì)及普通鍛模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其目的通過調(diào)整坯料形狀，實(shí)現(xiàn)鍛件各部位具有較大的變形量(對應(yīng)應(yīng)變大于0.5)。
步驟2將坯料加熱到規(guī)定溫度下，采用2500t快鍛機(jī)機(jī)將坯料￠300×740mm鐓粗至
步驟3首先將步驟2荒坯按專用荒坯圖進(jìn)行機(jī)加后加熱至200～300℃保溫60min，夾持出爐進(jìn)行全表面潤滑劑噴涂。
步驟4將預(yù)熱至250～300℃的擠壓模具安裝至壓機(jī)工作臺，并對型腔表面進(jìn)行潤滑劑噴涂，同時將步驟3中間坯加熱至925℃，轉(zhuǎn)移放入終鍛模具內(nèi)，采用較慢速度(0.5～3mm/s)，完成終鍛鍛件的擠壓成形。
采用上述鍛造成形方法鍛造成形的TC17合金軸頸鍛件，其輪廓尺寸￠600×549mm，投影面積0.28m2，鍛件重量150Kg。