一種盤軸一體零件的鍛造方法及其使用的模具的制作方法

一種盤軸一體零件的鍛造方法及其使用的模具的制作方法
【專利摘要】一種盤軸一體零件的鍛造方法，包括如下步驟：鋸床下料并通過(guò)車床進(jìn)行加工；然后涂潤(rùn)滑劑后加熱預(yù)鍛，之后車毛邊后拋丸涂潤(rùn)滑劑，再加熱模鍛，之后車盤桿交界處，檢查模鍛質(zhì)量，如合格則再兩火拔桿部至最終尺寸。本發(fā)明通過(guò)采用模鍛與自由鍛相結(jié)合的復(fù)合鍛造方法進(jìn)行加工，即模鍛成形盤體，自由鍛拔長(zhǎng)桿部；針對(duì)性的設(shè)計(jì)了模鍛模具，有效的控制了材料變形程度和規(guī)避了變形死區(qū)；采用針對(duì)性的噴涂潤(rùn)滑方式，有效的控制了鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織，獲得綜合機(jī)械性能良好的鍛件；確保自由渦輪盤這種盤軸一體零件鍛造生產(chǎn)的鍛件的質(zhì)量穩(wěn)定性。本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的模具。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的鍛造加工方法，尤其是一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦 輪盤零件的盤軸一體結(jié)構(gòu)的鍛造方法，本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的專用模具。 一種盤軸一體零件的鍛造方法及其使用的模具

【背景技術(shù)】
[0002] 在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的使用的自由渦輪盤零件，是由高溫合金材料（例如鎳基高溫合 金）鍛造而成，其為盤軸一體結(jié)構(gòu)的零件，一般采用壓力機(jī)擠壓，在鐓粗盤體的同時(shí)擠出桿 部，因此對(duì)設(shè)備的噸位和精度要求很高，鍛件質(zhì)量控制難度很大，國(guó)外對(duì)我國(guó)實(shí)行了技術(shù)封 鎖，因此目前我國(guó)采用這種方法難以保障零件的生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種盤軸一體零件的鍛造方法及其使用的模具， 以減少或避免前面所提到的問(wèn)題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種盤軸一體零件的鍛造方法，所述零件包 括一體成型的一個(gè)盤體和一個(gè)桿體，所述鍛造方法包括如下步驟：
[0005] 在鋸床上對(duì)棒材下坯料，并用車床將所述坯料車出一個(gè)端軸部，并在所述坯料兩 端面車R5倒角，所述端軸部與所述坯料本體部之間有傾斜角為5度的錐臺(tái)過(guò)渡部；
[0006] 在所述坯料上噴涂潤(rùn)滑劑，并對(duì)所述坯料進(jìn)行加熱；
[0007] 在1600T鍛造壓力機(jī)上提供成套的均為陰模的第一上模和第一下模，所述第一上 模包括一個(gè)與垂直方向成7度傾斜角的第一錐臺(tái)型腔，所述第一上模頂部設(shè)置有一個(gè)球面 凸出部，所述第一下模設(shè)置有一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔對(duì)應(yīng)的與垂直方向成7度傾斜角的 第二錐臺(tái)型腔，所述第二錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔， 所述第三錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第四型腔，將所述坯料放入所述第一 下模，在所述第一上模和所述第一下模之間放置兩個(gè)墊環(huán)，通過(guò)所述鍛造壓力機(jī)對(duì)所述第 一上模施加壓力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之間被鍛造變形，每施加 一次壓力，撤掉一個(gè)所述墊環(huán)，所述坯料共受到三次鍛造變形，形成初鍛件；
[0008] 對(duì)所述初鍛件進(jìn)行風(fēng)冷，然后對(duì)其表面進(jìn)行拋丸處理，之后將其分模臺(tái)階處車平 滑；
[0009] 在所述初鍛件表面噴涂0. 1-0. 3mm的玻璃潤(rùn)滑劑，然后在所述初鍛件的與水平方 向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)部及其兩端的過(guò)渡部再次噴涂玻璃潤(rùn)滑劑，使得所述第三錐 臺(tái)部及其兩端的過(guò)渡部的玻璃潤(rùn)滑劑厚度達(dá)到〇. 4-0. 5mm，對(duì)所述初鍛件進(jìn)行加熱；
[0010] 在所述1600T鍛造壓力機(jī)上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模為陽(yáng) 模，所述第二上模設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成3度傾斜角的錐臺(tái)凸出部，所述錐臺(tái)凸出部具 有一個(gè)與水平方向成10度傾斜角的第五錐臺(tái)型腔，所述第五錐臺(tái)型腔頂部設(shè)置有一個(gè)與 垂直方向成10度傾斜角的第六錐臺(tái)型腔，所述第二下模為陰模，所述第二下模設(shè)置有與所 述錐臺(tái)凸出部對(duì)應(yīng)的與垂直方向成3度傾斜角的第七錐臺(tái)型腔，所述第七錐臺(tái)型腔下方設(shè) 置有與水平方向成35度傾斜角的第八錐臺(tái)型腔，所述第八錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與垂直方 向成3度傾斜角的第九錐臺(tái)型腔，所述第九錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第 十型腔，在所述第二下模內(nèi)涂抹形成〇. 1-0. 2mm的石墨潤(rùn)滑劑層，然后在所述第八錐臺(tái)型 腔及其與所述第九錐臺(tái)型腔連接部再次涂抹石墨潤(rùn)滑劑，使所述第八錐臺(tái)型腔及其與所述 第九錐臺(tái)型腔連接部的石墨潤(rùn)滑劑層的厚度達(dá)到〇. 2-0. 4mm，將加熱后的所述初鍛件放入 所述第二下模，通過(guò)所述鍛造壓力機(jī)對(duì)所述第二上模施加壓力，對(duì)所述初鍛件一次模鍛成 型，形成模鍛件；
[0011] 對(duì)所述模鍛件進(jìn)行風(fēng)冷，然后車所述模鍛件的與水平方向成35度傾斜角的錐臺(tái) 部及其與軸部的連接處，并檢查是否有缺陷；
[0012] 如所述模鍛件無(wú)缺陷，則采用自由鍛分兩火鍛造進(jìn)行拔桿；拔桿結(jié)束后完成所述 盤軸一體零件的鍛造。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的模具，其用于在鍛造所述盤軸一體零件過(guò)程 中進(jìn)行成型，所述零件包括一體成型的一個(gè)盤體和一個(gè)桿體，所述模具包括成套的均為陰 模的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一個(gè)與垂直 方向成7度傾斜角的第一錐臺(tái)型腔，所述第一上模頂部設(shè)置有一個(gè)球面凸出部，所述第一 下模設(shè)置有一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔對(duì)應(yīng)的與垂直方向成7度傾斜角的第二錐臺(tái)型腔，所 述第二錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔，所述第三錐臺(tái)型 腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之間設(shè)置 有可拆卸的兩個(gè)墊環(huán)，所述第二上模為陽(yáng)模，所述第二上模設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成3度 傾斜角的錐臺(tái)凸出部，所述錐臺(tái)凸出部具有一個(gè)與水平方向成10度傾斜角的第五錐臺(tái)型 腔，所述第五錐臺(tái)型腔頂部設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成10度傾斜角的第六錐臺(tái)型腔，所述第 二下模為陰模，所述第二下模設(shè)置有與所述錐臺(tái)凸出部對(duì)應(yīng)的與垂直方向成3度傾斜角的 第七錐臺(tái)型腔，所述第七錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第八錐臺(tái)型腔， 所述第八錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與垂直方向成3度傾斜角的第九錐臺(tái)型腔，所述第九錐臺(tái)型 腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第十型腔。
[0014] 本發(fā)明針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的自由渦輪盤這種盤軸一體零件國(guó)內(nèi)缺乏專用設(shè) 備進(jìn)行鍛造加工的問(wèn)題，通過(guò)采用模鍛與自由鍛相結(jié)合的復(fù)合鍛造方法進(jìn)行加工，即模鍛 成形盤體，自由鍛拔長(zhǎng)桿部；針對(duì)性的設(shè)計(jì)了模鍛模具，有效的控制了材料變形程度和規(guī)避 了變形死區(qū)；采用針對(duì)性的噴涂潤(rùn)滑方式，有效的控制了鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織，獲得綜 合機(jī)械性能良好的鍛件；確保自由渦輪盤這種盤軸一體零件鍛造生產(chǎn)的鍛件的質(zhì)量穩(wěn)定 性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中，
[0016] 圖1顯示的是一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的方法所鍛造的盤軸一體零件 的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017] 圖2顯示的是加工圖1所示的零件所截取的述料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3顯示的是圖2所示的述料通過(guò)車床加工后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4顯示的是用于對(duì)圖3中的坯料進(jìn)行加工的第一上模和第一下模的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0020] 圖5顯示的是由圖3所示的坯料鍛造加工出的初鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖6顯示的是用于對(duì)圖5所示的初鍛件進(jìn)行加工的第二上模和第二下模的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0022] 圖7顯示的是由圖5所示的初鍛件加工出的模鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā) 明的【具體實(shí)施方式】。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)。
[0024] 正如【背景技術(shù)】部分所述的那樣，針對(duì)我國(guó)缺乏加工盤軸一體零件的專用設(shè)備和技 術(shù)，從而難以保障零件的生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)性的提供了一種盤軸一體零件 的鍛造方法，其實(shí)質(zhì)是利用現(xiàn)有設(shè)備通過(guò)模鍛成形盤體，然后采用自由鍛拔長(zhǎng)桿部，本發(fā)明 針對(duì)性的設(shè)計(jì)模鍛模具，從而有效的控制了材料變形程度和規(guī)避了變形死區(qū)；此外，還采用 針對(duì)性的噴涂潤(rùn)滑方式，從而有效的控制了鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織，由此獲得綜合機(jī)械 性能良好的鍛件，保障零件的生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。
[0025] 圖1顯示的是一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的方法所鍛造的盤軸一體零件 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示的是加工圖1所示的零件所截取的述料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3顯示的 是圖2所示的坯料通過(guò)車床加工后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4顯示的是用于對(duì)圖3中的坯料進(jìn)行 加工的第一上模和第一下模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5顯示的是由圖3所示的坯料鍛造加工出的 初鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6顯示的是用于對(duì)圖5所示的初鍛件進(jìn)行加工的第二上模和第二 下模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7顯示的是由圖5所示的初鍛件加工出的模鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 參見圖1-7所示，為了生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的如圖1所示的盤軸一體零件，本發(fā)明提供 了一種盤軸一體零件的鍛造方法，所述零件1包括一體成型的一個(gè)盤體11和一個(gè)桿體12， 所述鍛造方法包括如下步驟：
[0027] 首先在鋸床上對(duì)棒材下坯料2,參見圖2所示，所述坯料2為棒狀結(jié)構(gòu)，并用車床將 所述坯料2車出一個(gè)端軸部21，并在所述坯料兩端面車R5倒角，所述端軸部21與所述坯料 2本體部之間有傾斜角為5度的錐臺(tái)過(guò)渡部22 ;
[0028] 所述端軸部21的直徑比所述坯料2本體部的直徑小，這樣可以便于后繼通過(guò)鍛造 所述坯料2本體部來(lái)形成所述盤體11，所述錐臺(tái)過(guò)渡部22能夠在鍛造過(guò)程中控制金屬材料 的變形程度和規(guī)避變形死區(qū)，5度的傾斜角為發(fā)明人經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)選取的能夠較好的控制 鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織的參數(shù)。
[0029] 之后，在所述坯料1上噴涂潤(rùn)滑劑，并對(duì)所述坯料1進(jìn)行加熱；
[0030] 噴涂潤(rùn)滑劑可以有效的控制鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織，例如，對(duì)于鎳基高溫合金， 可噴涂標(biāo)號(hào)為GDS-17-1的潤(rùn)滑劑，并將所述坯料1放在電爐有效加熱區(qū)域內(nèi)進(jìn)行加熱，預(yù) 熱溫度800± 10°C，保溫95-155min，然后隨爐升溫至970± 10°C，保溫57-117min，
[0031] 然后，在1600T鍛造壓力機(jī)（圖中未示出）上提供成套的均為陰模的第一上模31 和第一下模32,參見圖4所示，所述第一上模31包括一個(gè)與垂直方向成7度傾斜角的第一 錐臺(tái)型腔311，所述第一上模311頂部設(shè)置有一個(gè)球面凸出部312,所述第一下模32設(shè)置有 一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔對(duì)應(yīng)的與垂直方向成7度傾斜角的第二錐臺(tái)型腔321，所述第二 錐臺(tái)型腔321下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔322,所述第三錐臺(tái)型 腔322下方設(shè)置有用于容納所述端軸部21的第四型腔323,將所述坯料2放入所述第一下 模32,在所述第一上模31和所述第一下模32之間放置兩個(gè)墊環(huán)（圖中未示出），通過(guò)所述 鍛造壓力機(jī)對(duì)所述第一上模施31加壓力，使得所述坯料2在所述第一上模31和所述第一 下模32之間被鍛造變形，每施加一次壓力，撤掉一個(gè)所述墊環(huán)，所述坯料2共受到三次鍛造 變形，形成初鍛件4 ;參見圖5所示。
[0032] 本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)第一上模31和第一下模32用于對(duì)所述坯料1進(jìn)行第一次模鍛加 工，從而形成具有盤狀胚形的初鍛件4,所述第一上模31和第一下模32的型腔的深度和直 徑尺寸根據(jù)要加工的盤軸一體零件1的尺寸不同而不同，但是，各個(gè)型腔的傾斜角度為發(fā) 明人通過(guò)多次試驗(yàn)選取的能夠較好的控制鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織的參數(shù)，且各個(gè)錐臺(tái)型 腔還能夠有效的在鍛造過(guò)程中控制金屬材料的變形程度和規(guī)避變形死區(qū)。
[0033] 所述球面凸出部312用于對(duì)所述初鍛件4形成一個(gè)球面凹陷部42,這樣，在后繼對(duì) 所述初鍛件4進(jìn)行模鍛形成盤體過(guò)程中，所述球面凹陷部42可以給材料的膨脹變形預(yù)留出 空間，從而保障后繼模鍛過(guò)程材料的變形程度及鍛件的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織。
[0034] 所述墊環(huán)僅僅用于控制模鍛過(guò)程中的所述第一上模31的行程，因此，其結(jié)構(gòu)為中 空環(huán)狀，其中空部讓開所述第一上模31和所述第一下模32的型腔即可，所述墊環(huán)厚度可以 是15-20mm，實(shí)際加工過(guò)程中，根據(jù)所述盤軸一體零件1的尺寸和所述坯料2的尺寸，可以使 用多個(gè)所述墊環(huán)，這樣可以使得每次坯料的模鍛變形行程均為固定值，從而可以方便的控 制鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織。
[0035] 然后，對(duì)所述初鍛件4進(jìn)行風(fēng)冷，然后對(duì)其表面進(jìn)行拋丸處理，之后將其分模臺(tái)階 處41車平滑；對(duì)初鍛件4進(jìn)行拋丸處理可使其表面光滑，從而便于后繼模鍛操作，由于所述 初鍛件4是由所述第一上模31和所述第一下模32共同鍛造而成，因此在所述第一上模31 和所述第一下模32的分模處不可避免的會(huì)有凸出部，因此需要在進(jìn)行后繼鍛造操作前將 這些凸出部車平滑，避免后繼模鍛過(guò)程中影響材料的表面質(zhì)量和變形。
[0036] 然后，參見圖5所示，在所述初鍛件4表面噴涂0. l_0.3mm的玻璃潤(rùn)滑劑，然后在 所述初鍛件的與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)部41及其兩端的過(guò)渡部再次噴涂玻璃 潤(rùn)滑劑，使得所述第三錐臺(tái)部41及其兩端的過(guò)渡部的玻璃潤(rùn)滑劑厚度達(dá)到0. 4-0. 5mm，對(duì) 所述初鍛件進(jìn)行加熱；
[0037] 例如，對(duì)于鎳基高溫合金，可預(yù)熱溫度800±10°C，保溫90_150min，然后隨爐升溫 至970± 10°C，保溫54-114min，之后模鍛一錘成型。
[0038] 由于后繼模鍛加工會(huì)對(duì)所述初鍛件4的桿部進(jìn)行一定的伸長(zhǎng)操作，因此，需要在 所述第三錐臺(tái)部41及其兩端的過(guò)渡部多噴涂一遍玻璃潤(rùn)滑劑，使玻璃潤(rùn)滑劑厚度達(dá)到 0. 4-0. 5_，從而在所述初鍛件4的桿部的延伸過(guò)程中保障材料表面能夠有足夠的玻璃潤(rùn) 滑劑存在，避免鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織出現(xiàn)問(wèn)題。
[0039] 然后，參見圖6所示，在所述1600T鍛造壓力機(jī)（圖中未示出）上提供成套的第 二上模51和第二下模52,所述第二上模51為陽(yáng)模，所述第二上模51設(shè)置有一個(gè)與垂直方 向成3度傾斜角的錐臺(tái)凸出部511，所述錐臺(tái)凸出部511具有一個(gè)與水平方向成10度傾斜 角的第五錐臺(tái)型腔512,所述第五錐臺(tái)型腔512頂部設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成10度傾斜角 的第六錐臺(tái)型腔513,所述第二下模52為陰模，所述第二下模52設(shè)置有與所述錐臺(tái)凸出部 511對(duì)應(yīng)的與垂直方向成3度傾斜角的第七錐臺(tái)型腔521，所述第七錐臺(tái)型腔521下方設(shè)置 有與水平方向成35度傾斜角的第八錐臺(tái)型腔522,所述第八錐臺(tái)型腔522下方設(shè)置有與垂 直方向成3度傾斜角的第九錐臺(tái)型腔523,所述第九錐臺(tái)型腔523下方設(shè)置有用于容納所述 端軸部的第十型腔524,在所述第二上模51和第二下模52內(nèi)涂抹形成0. 1-0. 2mm的石墨潤(rùn) 滑劑層，然后在所述第八錐臺(tái)型腔522及其與所述第九錐臺(tái)型腔523連接部再次涂抹石墨 潤(rùn)滑劑，使所述第八錐臺(tái)型腔522及其與所述第九錐臺(tái)型腔523連接部的石墨潤(rùn)滑劑層的 厚度達(dá)到0. 2-0. 4mm，將加熱后的所述初鍛件4放入所述第二下模52,通過(guò)所述鍛造壓力機(jī) 對(duì)所述第二上模51施加壓力，對(duì)所述初鍛件4 一次模鍛成型，形成模鍛件6 ;
[0040] 本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)第二上模51和第二下模52用于對(duì)所述初鍛件4進(jìn)行第二次模鍛 加工，從而形成所述盤體11，并為后繼拔桿操作形成足夠的桿體，所述第二上模51和第二 下模52的型腔的深度和直徑尺寸根據(jù)要加工的盤軸一體零件1的尺寸不同而不同，但是， 各個(gè)型腔的傾斜角度為發(fā)明人通過(guò)多次試驗(yàn)選取的能夠較好的控制鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部 組織的參數(shù)，且各個(gè)錐臺(tái)型腔還能夠有效的在鍛造過(guò)程中控制金屬材料的變形程度和規(guī)避 變形死區(qū)。
[0041] 所述第五錐臺(tái)型腔512和第六錐臺(tái)型腔513用于在形成盤體過(guò)程中給材料的膨脹 變形預(yù)留出空間，從而保障模鍛過(guò)程材料的變形程度及鍛件的表面質(zhì)量和內(nèi)部組織。
[0042] 由于在對(duì)所述初鍛件4進(jìn)行第二次模鍛加工過(guò)程中會(huì)對(duì)所述初鍛件4的桿部進(jìn)行 一定的伸長(zhǎng)操作，因此，需要在所述第八錐臺(tái)型腔522及其與所述第九錐臺(tái)型腔523連接部 多涂抹一次石墨潤(rùn)滑劑，使所述第八錐臺(tái)型腔522及其與所述第九錐臺(tái)型腔523連接部的 石墨潤(rùn)滑劑層的厚度達(dá)到〇. 2-0. 4_，從而可在所述初鍛件4的桿部的延伸過(guò)程中保障材 料表面能夠有足夠的玻璃潤(rùn)滑劑存在，避免鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織出現(xiàn)問(wèn)題。
[0043] 然后，對(duì)所述模鍛件6進(jìn)行風(fēng)冷，然后車所述模鍛件6的與水平方向成35度傾斜 角的錐臺(tái)部61及其與軸部62的連接處，并檢查是否有缺陷；
[0044] 如所述模鍛件6無(wú)缺陷，則采用自由鍛分兩火鍛造進(jìn)行拔桿；拔桿結(jié)束后完成所 述盤軸一體零件1的鍛造。通過(guò)前述兩步模鍛操作，所述盤軸一體零件1的盤體11已加工 成型，因此只需對(duì)所述模鍛件6的所述軸部62進(jìn)行拔桿操作，即可加工出所述桿體12,在對(duì) 所述模鍛件6進(jìn)行拔桿加工時(shí)，可采用自由鍛方式，由操作者手工對(duì)所述軸部62進(jìn)行兩火 鍛造，從而加工出所述桿體12,至此即可完成所述盤軸一體零件1的鍛造加工。
[0045] 在自由鍛拔桿過(guò)程中，對(duì)于鎳基高溫合金，自由鍛的加熱參數(shù)可選擇為預(yù)熱溫度 800± 10°C，保溫 90-150min，然后隨爐升溫至 960± 10°C，保溫 27-87min。
[0046] 如所述模鍛件6有缺陷，則該模鍛件6報(bào)廢。
[0047] 本發(fā)明還提供了一種用于上述方法的模具，其用于在鍛造所述盤軸一體零件1過(guò) 程中進(jìn)行成型，所述零件1包括一體成型的一個(gè)盤體11和一個(gè)桿體12,所述模具包括成套 的均為陰模的第一上模31和第一下模32以及成套的第二上模51和第二下模52,所述第一 上模31包括一個(gè)與垂直方向成7度傾斜角的第一錐臺(tái)型腔311，所述第一上模31頂部設(shè)置 有一個(gè)球面凸出部312,所述第一下模32設(shè)置有一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔311對(duì)應(yīng)的與垂 直方向成7度傾斜角的第二錐臺(tái)型腔321，所述第二錐臺(tái)型腔321下方設(shè)置有與水平方向 成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔322,所述第三錐臺(tái)型腔322下方設(shè)置有用于容納所述端軸 部的第四型腔323,在所述第一上模31和所述第一下模32之間設(shè)置有可拆卸的兩個(gè)墊環(huán)， 所述第二上模51為陽(yáng)模，所述第二上模51設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成3度傾斜角的錐臺(tái)凸 出部511，所述錐臺(tái)凸出部511具有一個(gè)與水平方向成10度傾斜角的第五錐臺(tái)型腔512,所 述第五錐臺(tái)型腔512頂部設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成10度傾斜角的第六錐臺(tái)型腔513,所述 第二下模52為陰模，所述第二下模52設(shè)置有與所述錐臺(tái)凸出部511對(duì)應(yīng)的與垂直方向成 3度傾斜角的第七錐臺(tái)型腔521，所述第七錐臺(tái)型腔521下方設(shè)置有與水平方向成35度傾 斜角的第八錐臺(tái)型腔522,所述第八錐臺(tái)型腔522下方設(shè)置有與垂直方向成3度傾斜角的第 九錐臺(tái)型腔523,所述第九錐臺(tái)型腔523下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第十型腔524。 [0048] 本發(fā)明針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的自由渦輪盤這種盤軸一體零件國(guó)內(nèi)缺乏專用設(shè) 備進(jìn)行鍛造加工的問(wèn)題，通過(guò)采用模鍛與自由鍛相結(jié)合的復(fù)合鍛造方法進(jìn)行加工，即模鍛 成形盤體，自由鍛拔長(zhǎng)桿部；針對(duì)性的設(shè)計(jì)了模鍛模具，有效的控制了材料變形程度和規(guī)避 了變形死區(qū)；采用針對(duì)性的噴涂潤(rùn)滑方式，有效的控制了鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織，獲得綜 合機(jī)械性能良好的鍛件；確保自由渦輪盤這種盤軸一體零件鍛造生產(chǎn)的鍛件的質(zhì)量穩(wěn)定 性。
[0049] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然本發(fā)明是按照多個(gè)實(shí)施例的方式進(jìn)行描述的，但 是并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案。說(shuō)明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見， 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體加以理解，并將各實(shí)施例中所涉及的技術(shù)方案 看作是可以相互組合成不同實(shí)施例的方式來(lái)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0050] 以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合， 均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種盤軸一體零件的鍛造方法，所述零件包括一體成型的一個(gè)盤體和一個(gè)桿體，其 特征在于，所述鍛造方法包括如下步驟： 在鋸床上對(duì)棒材下坯料，并用車床將所述坯料車出一個(gè)端軸部，并在所述坯料兩端面 車R5倒角，所述端軸部與所述坯料本體部之間有傾斜角為5度的錐臺(tái)過(guò)渡部； 在所述坯料上噴涂潤(rùn)滑劑，并對(duì)所述坯料進(jìn)行加熱； 在1600T鍛造壓力機(jī)上提供成套的均為陰模的第一上模和第一下模，所述第一上模 包括一個(gè)與垂直方向成7度傾斜角的第一錐臺(tái)型腔，所述第一上模頂部設(shè)置有一個(gè)球面凸 出部，所述第一下模設(shè)置有一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔對(duì)應(yīng)的與垂直方向成7度傾斜角的第 二錐臺(tái)型腔，所述第二錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔，所 述第三錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第四型腔，將所述坯料放入所述第一下 模，在所述第一上模和所述第一下模之間放置兩個(gè)墊環(huán)，通過(guò)所述鍛造壓力機(jī)對(duì)所述第一 上模施加壓力，使得所述坯料在所述第一上模和所述第一下模之間被鍛造變形，每施加一 次壓力，撤掉一個(gè)所述墊環(huán)，所述坯料共受到三次鍛造變形，形成初鍛件； 對(duì)所述初鍛件進(jìn)行風(fēng)冷，然后對(duì)其表面進(jìn)行拋丸處理，之后將其分模臺(tái)階處車平滑； 在所述初鍛件表面噴涂〇. 1-0. 3mm的玻璃潤(rùn)滑劑，然后在所述初鍛件的與水平方向成 35度傾斜角的第三錐臺(tái)部及其兩端的過(guò)渡部再次噴涂玻璃潤(rùn)滑劑，使得所述第三錐臺(tái)部及 其兩端的過(guò)渡部的玻璃潤(rùn)滑劑厚度達(dá)到0. 4-0. 5mm，對(duì)所述初鍛件進(jìn)行加熱； 在所述1600T鍛造壓力機(jī)上提供成套的第二上模和第二下模，所述第二上模為陽(yáng)模， 所述第二上模設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成3度傾斜角的錐臺(tái)凸出部，所述錐臺(tái)凸出部具有一 個(gè)與水平方向成10度傾斜角的第五錐臺(tái)型腔，所述第五錐臺(tái)型腔頂部設(shè)置有一個(gè)與垂直 方向成10度傾斜角的第六錐臺(tái)型腔，所述第二下模為陰模，所述第二下模設(shè)置有與所述錐 臺(tái)凸出部對(duì)應(yīng)的與垂直方向成3度傾斜角的第七錐臺(tái)型腔，所述第七錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有 與水平方向成35度傾斜角的第八錐臺(tái)型腔，所述第八錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與垂直方向成 3度傾斜角的第九錐臺(tái)型腔，所述第九錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第十型 腔，在所述第二下模內(nèi)涂抹形成〇. 1-0. 2_的石墨潤(rùn)滑劑層，然后在所述第八錐臺(tái)型腔及 其與所述第九錐臺(tái)型腔連接部再次涂抹石墨潤(rùn)滑劑，使所述第八錐臺(tái)型腔及其與所述第九 錐臺(tái)型腔連接部的石墨潤(rùn)滑劑層的厚度達(dá)到〇. 2-0. 4mm，將加熱后的所述初鍛件放入所述 第二下模，通過(guò)所述鍛造壓力機(jī)對(duì)所述第二上模施加壓力，對(duì)所述初鍛件一次模鍛成型，形 成模鍛件； 對(duì)所述模鍛件進(jìn)行風(fēng)冷，然后車所述模鍛件的與水平方向成35度傾斜角的錐臺(tái)部及 其與軸部的連接處，并檢查是否有缺陷； 如所述模鍛件無(wú)缺陷，則采用自由鍛分兩火鍛造進(jìn)行拔桿；拔桿結(jié)束后完成所述盤軸 一體零件的鍛造。
2. -種用于權(quán)利要求1所述的方法的模具，用于在鍛造所述盤軸一體零件過(guò)程中進(jìn)行 成型，所述零件包括一體成型的一個(gè)盤體和一個(gè)桿體，其特征在于，其包括成套的均為陰模 的第一上模和第一下模以及成套的第二上模和第二下模，所述第一上模包括一個(gè)與垂直方 向成7度傾斜角的第一錐臺(tái)型腔，所述第一上模頂部設(shè)置有一個(gè)球面凸出部，所述第一下 模設(shè)置有一個(gè)與所述第一錐臺(tái)型腔對(duì)應(yīng)的與垂直方向成7度傾斜角的第二錐臺(tái)型腔，所述 第二錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第三錐臺(tái)型腔，所述第三錐臺(tái)型腔 下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第四型腔，在所述第一上模和所述第一下模之間設(shè)置有 可拆卸的兩個(gè)墊環(huán)，所述第二上模為陽(yáng)模，所述第二上模設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成3度傾 斜角的錐臺(tái)凸出部，所述錐臺(tái)凸出部具有一個(gè)與水平方向成10度傾斜角的第五錐臺(tái)型腔， 所述第五錐臺(tái)型腔頂部設(shè)置有一個(gè)與垂直方向成10度傾斜角的第六錐臺(tái)型腔，所述第二 下模為陰模，所述第二下模設(shè)置有與所述錐臺(tái)凸出部對(duì)應(yīng)的與垂直方向成3度傾斜角的第 七錐臺(tái)型腔，所述第七錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與水平方向成35度傾斜角的第八錐臺(tái)型腔，所 述第八錐臺(tái)型腔下方設(shè)置有與垂直方向成3度傾斜角的第九錐臺(tái)型腔，所述第九錐臺(tái)型腔 下方設(shè)置有用于容納所述端軸部的第十型腔。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104108012SQ201410361513
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】蔡卓 申請(qǐng)人:中國(guó)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司