技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于鍛造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種馬氏體時(shí)效鋼盤軸一體化鍛件的成形方法。

　　背景技術(shù)：

　　航空傳動(dòng)部件用材主要為馬氏體時(shí)效型超高強(qiáng)度鋼，馬氏體時(shí)效鋼是鋼中強(qiáng)度最高的鋼類，同強(qiáng)度級別相當(dāng)?shù)钠渌邚?qiáng)度鋼相比韌性較高，是現(xiàn)有材料中具有最高強(qiáng)韌性配比的鋼種，常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇軸和低壓渦輪軸等部件的制造。目前航空傳動(dòng)部件用鍛件均為盤軸一體化成形，這樣可避免分體成形再焊接帶來的組織不均勻、應(yīng)力集中等問題，但增加了鍛件的成形、以及冶金難度。為保障鍛件再結(jié)晶的充分進(jìn)行，傳統(tǒng)的馬氏體時(shí)效鋼盤軸一體化鍛件終鍛溫度選擇在820～870℃，均為多火次成形(鐓盤部1火、拔桿1-2火)，為避免盤部(相比于桿部有效厚度小)長時(shí)間空燒問題，常采用先拔桿部、后鐓盤部的工藝思路。傳統(tǒng)工藝最大的弊端在于將鍛件鐓盤與拔桿工序分火次進(jìn)行，這樣以來就存在鍛件局部空燒問題，而空燒較容易帶來鍛件晶粒粗大，強(qiáng)度、塑性指標(biāo)不合格等冶金問題，并且拔桿后鍛件長度大為增加，給后續(xù)火次鍛件加熱及鐓盤部工序帶來很大的工藝?yán)щy。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：傳統(tǒng)工藝將鍛件鐓盤與拔桿工序分火次進(jìn)行，存在鍛件局部空燒問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：為實(shí)現(xiàn)1火次完成盤軸一體化鍛件成形，避免鍛件局部空燒，并降低鍛件生產(chǎn)工藝難度，采取的技術(shù)方案是：將傳統(tǒng)馬氏體時(shí)效鋼鍛件終鍛溫度由820～870℃調(diào)整至750℃，并改變傳統(tǒng)先拔桿后鐓盤工藝為先鐓盤后拔桿，再在鍛件變形過程中采取有效保護(hù)措施，確保在滿足終鍛溫度的前提下一火次完成鍛件成形。具體鍛造方法包括如下步驟：步驟1：棒料加熱，選擇1020～1100℃的鍛件加熱溫度，終鍛溫度設(shè)定為750℃；在棒料加熱過程中采用高溫棉進(jìn)行包套，減少棒料出爐后轉(zhuǎn)移以及鍛造過程中的熱損失；步驟2：鐓盤-拔桿工序，坯料出爐后選用先鐓盤部、后拔桿部的成形思路，鐓盤在專用胎模中完成，完成后鍛件出胎模迅速用保溫棉將盤部包套，并調(diào)轉(zhuǎn)鍛件方向，夾持盤部進(jìn)行拔桿；步驟3：拔桿保溫措施：在步驟2中的拔桿過程中，對鍛件不間斷地覆蓋保溫棉，以減少鍛件與錘砧之間的熱傳導(dǎo)及鍛件向空間的熱輻射；步驟4：快鍛打圓，經(jīng)大變形拔桿后利用設(shè)備的快鍛功能進(jìn)行桿部整形打圓，連續(xù)的快速持續(xù)變形可基本維持鍛件表面溫度。步驟5：完成鍛造工序。經(jīng)過以上技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)在750℃的終鍛溫度以上完成馬氏體時(shí)效鋼盤軸一體化鍛件的變形過程，由于1火次成形避免了鍛件局部空燒，不但提高了鍛件組織均勻性，組織還更為細(xì)小，保證了鍛件的冶金質(zhì)量。本發(fā)明有益效果是：通過調(diào)整鍛件終端溫度，改變傳統(tǒng)先拔桿后鐓盤的工藝為先鐓盤后拔桿，鍛造過程中采取有效保溫措施并發(fā)揮設(shè)備快鍛功能，實(shí)現(xiàn)了大型盤軸一體化鍛件1火成形，不僅避免了鍛件的局部空燒，提高了鍛件組織均勻性及性能水平，還大大減少了成形火次，取得了明顯的節(jié)能效益，同時(shí)還避免了先拔桿后鐓盤過程中，鍛件過長導(dǎo)致的坯料加熱和鐓盤困難。本發(fā)明的工藝方案可操作性強(qiáng)，適于推廣，使盤軸一體化鍛件特別是長度超過2000mm的大型盤軸一體化鍛件制備工藝得到了明顯改進(jìn)。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明：某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪軸鍛件用材為C250超高強(qiáng)度鋼，鍛件長度2115mm，盤部直徑φ410mm，桿部直徑φ150，鍛件重量370Kg，下料重量413Kg，棒料選用φ250×1080規(guī)格。該鍛件加熱溫度為1040℃，鍛件終鍛溫度設(shè)為750℃，棒料保溫100min后出爐用保溫棉進(jìn)行快速包套，包套后回爐加熱至保溫時(shí)間，加熱完成后于專用胎模進(jìn)行鐓盤，完成鐓盤后迅速取出鍛件并用保溫棉將盤部進(jìn)行包套，夾持盤部進(jìn)行桿部拔長，桿部拔長時(shí)不斷利用事先備好的長條形保溫棉覆蓋鍛件，保證壓力變形過程中錘砧與鍛件之間始終墊有保溫棉，減少鍛件表面熱損失，大變形完成后利用2500t壓力機(jī)快鍛功能進(jìn)行桿部整形打圓，整個(gè)鍛造過程用時(shí)約14min，鍛件終端溫度783℃，滿足終鍛溫度要求.經(jīng)上述1火成形工藝制備的低壓渦輪軸鍛件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化熱處理后進(jìn)行理化性能檢測，檢測結(jié)果均符合相關(guān)技術(shù)要求，鍛件組織均勻，整體晶粒度處于6～7級，未出現(xiàn)傳統(tǒng)多火次工藝制備的鍛件局部晶粒度超標(biāo)(低于6級)問題，該工藝開創(chuàng)了大型盤軸一體化鍛件1火成型的先例，實(shí)現(xiàn)了提升鍛件質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，同時(shí)由于大大減少了鍛造火次，取得了明顯的節(jié)能效益。

　　技術(shù)特征：

　　1.一種馬氏體時(shí)效鋼盤軸一體化鍛件的成形方法，包括如下步驟：步驟1：棒料加熱，選擇1020～1100℃的鍛件加熱溫度，終鍛溫度設(shè)定為750℃；在棒料加熱過程中采用高溫棉進(jìn)行包套，減少棒料出爐后轉(zhuǎn)移以及鍛造過程中的熱損失；步驟2：鐓盤-拔桿工序，坯料出爐后選用先鐓盤部、后拔桿部的成形思路，鐓盤在專用胎模中完成，完成后鍛件出胎模迅速用保溫棉將盤部包套，并調(diào)轉(zhuǎn)鍛件方向，夾持盤部進(jìn)行拔桿；步驟3：拔桿保溫措施：在步驟2中的拔桿過程中，對鍛件不間斷地覆蓋保溫棉，以減少鍛件與錘砧之間的熱傳導(dǎo)及鍛件向空間的熱輻射；步驟4：快鍛打圓，經(jīng)大變形拔桿后利用設(shè)備的快鍛功能進(jìn)行桿部整形打圓，連續(xù)的快速持續(xù)變形可基本維持鍛件表面溫度；步驟5：完成鍛造工序。

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明公開了一種馬氏體時(shí)效鋼盤軸一體化鍛件的成形方法，為實(shí)現(xiàn)1火次完成盤軸一體化鍛件成形，避免鍛件局部空燒，并降低鍛件生產(chǎn)工藝難度，采取的技術(shù)方案是：將傳統(tǒng)馬氏體時(shí)效鋼鍛件終鍛溫度由820～870℃調(diào)整至750℃，并改變傳統(tǒng)先拔桿后鐓盤工藝為先鐓盤后拔桿，再在鍛件變形過程中采取有效保護(hù)措施，確保在滿足終鍛溫度的前提下一火次完成鍛件成形。本發(fā)明的工藝方案可操作性強(qiáng)，適于推廣，使盤軸一體化鍛件特別是長度超過2000mm的大型盤軸一體化鍛件制備工藝得到了明顯改進(jìn)。

　　技術(shù)研發(fā)人員：李增樂;鄧瑞剛;冀勝利;黨群;甄小輝;惠斌;

　　受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西宏遠(yuǎn)航空鍛造有限責(zé)任公司;

　　文檔號碼：201410752967

　　技術(shù)研發(fā)日：2014.12.10

　　技術(shù)公布日：2016.07.06