Способ изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов

 

(19)SU(11)1037483(13)A1(51)  МПК ⁶    _B21K3/04(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОПАТОК ИЗ ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к обработке давлением сложных аэродинамических профилей, например лопаток компрессора и турбины, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности. Известен способ изготовления деталей типа лопаток, при котором заготовку перед нагревом под штамповку покрывают стеклосмазкой и затем штампуют. Недостатком способа является то, что наблюдается локальное схватывание металла заготовки с поверхностью штампа в местах нарушения стеклопокрытия при штамповке. Известен способ изготовления лопаток, принятый за прототип, заключающийся в нагреве фасонной заготовки до температуры, на 20-50^оС превышающей температуру закалки сплава, горячей штамповке заготовки, охлаждении штамповки в воде и ее холодной вальцовке. Данный способ при изготовлении лопаток из жаропрочных двухфазных титановых сплавов обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, нагрев заготовок в воздушной атмосфере электрических печей приводит к образованию поврежденного поверхностного газонасыщенного слоя, величина которого может быть уменьшена за счет защитно-смазочных покрытий в виде стекол или эмалей. Однако применение этих покрытий связано с высокой трудоемкостью их нанесения, нестабильной толщиной покрытия и невозможностью получения точных лопаток при штамповке с отклонением профиля пера не более 0,1 мм при толщине покрытий 0,1 мм и более. Кроме того, стеклянные и эмалевые покрытия, которые формируются при нагреве, не гарантируют отсутствия газонасыщенного слоя, поскольку сам нагрев осуществляется в газовой атмосфере. Во-вторых, охлаждение в воде осуществляется с различных температур конца штамповки что приводит к разному фазовому составу и различным механическим свойствам штампованных полуфабрикатов. Целью изобретения является повышение качества лопаток. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления лопаток из двухфазных титановых сплавов, заключающемся в нагреве фасонной заготовки до температуры, на 20-50^оС превышающей температуру закалки сплава, горячей штамповке заготовки, охлаждении штамповки в воде и ее холодной вальцовке, фасонную заготовку до нагрева покрывают слоем меди, а нагрев ее перед штамповкой осуществляют в расплаве солей, причем интервал времени от выноса фасонной заготовки из расплава солей до охлаждения штамповки в воде определяют равным 8-12 c. Меднение заготовок и последующий нагрев в расплаве солей за счет высокой скорости и малой продолжительности выдержки, а также относительно низкой растворимости газов в жидкой среде исключает разъедание и газонасыщение поверхности. Сочетание слоя нагретой меди с пленкой легкоплавких солей создает эффективное защитно-смазочное покрытие в момент штамповки полуфабриката, что исключает схватывание со штампом и изолирует полуфабрикат от атмосферы воздуха. Ограничение интервала времени от выноса заготовки из расплава солей до охлаждения штамповки в воде в пределах 8-12 с обеспечивает стабильность фазового состава и высокую технологическую пластичность материала при последующей холодной вальцовке. П р и м е р. Выдавленную фасонную заготовку из титанового сплава ВТ33 после обдувки металлическим песком гальваническим способом покрывают слоем меди толщиной 0,013-0,015 мм и нагревают в электродной ванне с расплавом солей NaCl 44 мас. + KCl 56 мас. при температуре 850^оС в течение 2 мин. Горячую штамповку проводят на винтовом прессе Hasenelever усилием 1000 т и охлаждают в проточной воде. Интервал времени от выноса из расплава солей до охлаждения штамповки в воде, равной 8-12 с, обеспечивают установкой оборудования электродной ванны и пресса согласно нормам и дополнительно закалочного бака у рабочего места штамповщика. Холодную обрезку облоя производят на кривошипном механическом прессе 63 т в специальном штампе. После механической обработки замка выполняют холодную вальцовку пера на стане ВС-250. Готовые лопатки подвергают старению при 550^оС в течение 2 ч. Применение предложенного технического решения по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, позволяет значительно повысить качество лопаток за cчет иcключения cхватывания металла лопатки со штампом, а также за счет стабилизации механических свойств полученных лопаток.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОПАТОК ИЗ ДВУХФАЗНЫХ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ, заключающийся в нагреве фасонной заготовки до температуры, на 20 50^oС превышающей температуру закалки сплава, горячей штамповке заготовки, охлаждении штамповки в воде и ее холодной вальцовке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, фасонную заготовку до нагрева покрывают слоем меди, а нагрев ее перед штамповкой осуществляют в расплаве солей, причем интервал времени от выноса фасонной заготовки из расплава солей до охлаждения штамповки в воде определяют равным 8 12 с.