Способ изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов Советский патент 1979 года по МПК B21K3/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов.

Известен способ изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов путем нагрева заготовки и ее штамповки с формованием пера лопатки и его кромок за несколько переходов 1.

Известным способом получают изделия невысокого качества.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение качества изделия и точности его профиля.

Указанная цель достигается за счет того, что.формование пера лопатки в средней его части осуш ествляют на предпоследнем переходе, после чего производят закалку полученного полуфабриката, а формование кромок пера лопатки осушествляют на последнем переходе при температуре полуфабриката, на 10-20°С превышаюшей температуру начала рекристаллизации, после чего производят старение полученного изделия.

В некоторых случаях при формовании кромок пера лопатки на последнем переходе целесообразно осуществлять местное обжатие средней части пера лопатки, что предотвраш,ает коробление профиля пера лопатки.

Изготовление осуществляют на универсальном прессовом оборудовании, например на гидровинтовом прессе, с использованием универсальных средств нагрева, например электрических садочных печей. Штамп для последнего перехода изготавливают с профилем пера по размерам конструктивного чертежа с учетом усадки материала при охлаждении лопатки после ковочного нагрева.

Фасонную заготовку под штамповку рассчитывают общепринятым методом по эпюре сечений штамповки предпоследнего перехода с увеличением площадей сечения фасонной заготовки на 5-10% на образование облоя.

Форму перьевой части фасонной заготовки рассчитывают из условия обжатия

0 50 ± 10% по максимальной толщине сечения пера Сло/с при выполнении штамповки предпоследнего перехода. Фасонную заготовку изготавливают известным методом выдавливания или высадки на горизонтально ковочных машинах с горячей вальцовкой перьевой части ДJJЯ перераспределения металла в сегответствии с эпюрой сечений штамповки предпоследнего перехода. Основные операции технологии точной штамповки лопаток, например, из сплава ВТ-9 выполняются в следуюшей последовательности по режимам: 1. Изготовление фасонной заготовки высадкой на горизонтально-ковочной машине с вальцовкой перьевой части на ковочных вальцах. Температура нагрева под высадку и подогрева под вальцовку составляет 960° ± 10°. Предварительная штамповка с высокотемпературной термомеханической обработкой (ВТМО) на гидровинтовом прессе, обрезка облоя в обрезном штампе на эксцентриковом прессе, охлаждение в воде (предпоследний переход). Температура нагрева под штамповку 970°С ± 10°, время с момента выхода заготовки из нагревательной печи до погружения обрезанной лопатки в воду не более 20 сек. 3.Окончательная штамповка на гидровинтовом прессе с охлаждением отштампованных деталей на воздухе (последний переход). Температура нагрева заготовки под штамповку 910° ± 10°С, время выдержки после выхода печи на заданную температуру 10-15 мин. 4.Старение лопаток при температуре 530°С± 10° в течение 6 час. По предложенному способу было изготовлено семь партий лопаток, имеющих габаритные размеры в плане 160 X 60 м.м, максимальную толщину (Смаке) в сечений пера 3,5 мм и минимальную толщину кромки Скр.мин в этом сечении 1,12 мм. Геометрические размеры лопаток соответствуют требованиям чертежа. Лопатки изготавливались из прутка J025 мм. Материал заготовки после термообработки по режиму двойного отжига (950 ± 10°С-1ч, воздух 530 ± 10°С - 6 ч, воздух) имел следующие механические свойства: предел прочности бЬ 106 кг/мм, относительное удлинение Г 16%, относительное сужение ср 36,3%, ударная вязкость а 5,6 кгм/см. Материал лопаток после старения по режиму (530 ± 10°С - 6 час) имел следующие механические свойства: 6f 122.5- 129,5 кг/мм2, d 7,3-13%, (f 31,5-47%, OK 3,5-5,2 кгм/см. Требования по механическим свойствам материала лопаток после высокотемпературной термомеханической обработки б 120 кг/мм2, (5 6%, р 20%, а« 2 кгм/см Предложенный способ получения штамповкой лопаток без припуска по профилю пера позволит повысить качество получаемых изделий и обеспечить их высокую точность. Формула изобретения 1.Способ изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов путе.м нагрева заготовки и ее штамповки с формованием пера лопатки и его кромок за несколько переходов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия и точности его профиля, формование пера лопатки в средней его части осуществляют на предпоследнем переходе, после чего производят закалку полученного полуфабриката, а формование кромок пера лопаток осуществляют на последнем переходе при температуре полуфабриката на 10-20°С выше температуры начала рекристаллизации, затем производят старение полученного изделия. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формовании кромок пера лопатки на последнем переходе осуществляют местное обжатие средней части пера лопатки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Никольский Л. А. и др. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов, «Машиностроение, М., 1975, с. 70, 102.