Способ раскатки дисков

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов. Способ обработки жаропрочных сплавов на основе никеля заклю чается в нагреве до температуры 1000- 1100°С, деформации методом раскатки в условиях сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращения роликов задают с рассогласованием 3-6% относительно заготовки и 6-12% относительно друг друга. Способ позволяет получить следующие свойства дисков: с% 147-150 кг/мм2; OQI-- 97-101 кг/мм2: (5 21-27 %. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 Н 1/02

ГОСУДАРCTВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

, и f 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«4

С

C) .Ф (21) 4841997/02 (22) 04.04,90 (46) 23.10.92, Бюл. N 39 (71) Специальное конструкторское технологическое бюро "Тантал" при Уфимском авиационном институте им. Серго Орждоникидзе (72) P.Ã.Áàéìóðçèí,10.Н.Чумало и В.Е.Карпачева (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1216877, МКИ В 21 Н 1/02, 1983. (54) СПОСОБ РАСКАТКИ ДИСКОВ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных никелевых сплавов. Способ обработки жаропрочных сплавов на основе никеля заклю

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий типа дисков газотурбинных двигателей (ГТД), Известен способ прокатки дисков, при котором заготовку вращают и прокатывают в условиях сверхпластичности ее материала в направлении от оси прокатки приводными консольными попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси прокатки роликами (1). Так как диски

ГТД работают при больших температурах, высоком давлении, то они должны обладать высокими служебными свойствами. Однако, вышеупомянутый способ не обеспечивает необходимый уровень служебных свойств изделия, а также имеет существенный недостаток — высокие удельные усилия раскатки, . Ж „1770014 А1 чается в нагреве до температуры 10001100 С, деформации методом раскатки в условиях сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ponv å, причем взаимные скорости вращения роликов задают с рассогласованием 3 — 6% относительно заготовки и 6 — 12% относительно друг друга. Способ позволяет получить следующие свойства дисков: oe = 147 — 150 кг/мм; os.=- =97 — 101 кг/мм: д= 21 — 27 %.

1 табл.

Наиболее близким по технической "ущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является способ прокатки, выбранный авторами за прототип, отличающийся от вышеописанного тем, что пары раскатных консольных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки на вели-:ину, равную 0.1 ...0,5 среднего значения радиуса нейтрального сечения роликов. 3а счет этого достигается снижение удельных усилий прокатки, однако служебные свойства существенно не повышаются.

Целью данного изобретения является повышение механических и служебных свойств дисков газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на основе никеля.

Заготовку нагревают до 1000-1100 С и деформируют методом раскатки в усло виях

1770014 сверхпластичности материала диска в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, причем взаимные скорости вращения роликов задают с рассогласованием 3-6% относительно заготовки и 6-12 / относительно друг друга.

Прокатка заготовок смещенными относительно горизонтальной плоскости роликами, вращающимися с рассогласованием скоростей привела к образованию радиальной r«å"òàëëîôèýè÷åñêoé текстуры металла, "турбулентной" закрутки волокон в направлении вращенил заготовки. Так как заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки, то э1им исключается коробление раскатываемой заготовки. Благо-даря смещению роликов относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки. не происходит наплав металла перед роликами. При прокатке предложенным способом в зоне деформирования происходит увеличение сдвиговых напряжений. За счет выделения у -фазы происходит рост карбидообразующих элементов, при этом содержание углерода остается таким же, что и раньше. Карбиды оказывают благоприятное действие на предел длительной прочности при BblcoK»x температурах, влияют на химическую стабильность матрицы. Наряду с увеличением карбидов типа

MeC,Mer>C, происходит уменьшение обьемной доли карбидов типа Ме23С5. Увеличивается обьемная долл зернограничного проскальзывани в зоне деформирования, вследствие чего увеличиваетсл проскальзывание по границам зерен, что в свою очередь снижает усилия деформации. Помимо карбидов образуется и избыточная y -фаза. которая обволакивает»х и границу зерна, пластичным и стойким к полэучести слоем.

Прокатка заготовок дисков наклонными к плоскости приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки. причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, взаимные скорости вращения которых задают с рассогласованием на 3-6 / относительно друг друга. обеспечивает повышение механических свойств дисков.

Авторам из патентной и научно-технической литературы совокупность отличи5 тельных признаков не известа.

Предварительно нагретую заготовку вращают и прокатывают в условиях сверхпластичности ее материала в направлении от оси прокатки наклонными к плоскости

10 прокатки приводными консольными роликами, попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси прокатки. Заготовку прокатывают одновременно обеими парами роликов, располо15 женными на одинаковом расстоянии r от оси прокатки. В процессе прокатки заготовку вращают вокруг горизонтальной оси прокатки, помимо этого, для исключения наплыва металла перед роликами прокаты20 вают роликами, смещенными относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, в направлении, противоположном направлению вращения заготовки на величинуhh, равную полови25 не диаметра раскатного ролика. В процессе прокатки заготовку вращают со скоростью

К Вращение роликов задают с рассогласованием скоростей. Скорость 1-й пары роликов можно записать в виде:

30 V 1 = V + (3 — 6) /о V

V> =V — (3-6)/оV

Предложенный способ осуществляли на стане СРД-800.

В качестве материала для исследования

35 использовали жаропрочный сплав на основе никеля — ЭП742У.

После предварительно гете рогенизирующего отжига из однофазной области. а также осадки в квазиизотермических условиях

40 на прессе усилием 1600 т.с, из цилиндрических заготовок D = 200 и Н = 260 мм получены заготовки под раскатку с ультрамелкозернистой структурой типа микродуплекс со средним размером гну -1.6-2. После

45 осадки шайбы раскатывают в условиях сверхпластичности. для заготовок иэ жаропрочных никелевых сплавов (ЭП742У) температура деформации сос гавляла

1000...1100 С при скорости деформации

10 ...10 с

50 Особенностью предлагаемого способа раскатки является уменьшение пятна контакта и обусловленного этим уменьшением величины проскальзывания. а также снижение усилий раскатки. В результат» прове55 денного эксперимента были улучшены механические свойства изделия. В:-личина рассогласования (3 6 "/,) получена практически» установлена оптимальная веп»чина

1770014

Составитель Ю.Чумало

Редактор E.Ïîëèîíoâà Техред M.Ìoðlåíòàë Корректор М.Ткач

Заказ 3696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 рассогласования 4, при которой механические свойства наиболее высокие. это видно из графика и приведенной таблицы.

Величина смещения оси ролика относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки Лh, равна половине диаметра роликов. Оптимальное расстояние hh также определено практически.

Предложенный способ раскатки дисков газотурбинных двигателей экономичен, так как уменьшается вес изделия с 52 до 42 кг, за счет чего уменьшается расход металла с

52205 кг (на 1000 шт.) до 42000 кг. Затраты на металл сократились с 1305125 рублей до

1044100 руб. Уменьшение массы диска приводит к уменьшению массы двигателя. что в свою очередь облегчает всю конструкцию самолета, а также снижается расход топлива, потребляемого двигателем. Данный способ менее энергоемок, так как оборудование, применяемое для изготовления. имеет меньшие усилия. Снижение усилий деформации ведет к увеличению стойкости инструмента.

Формула изобретения

5 Способ раскатки дисков, преимущественно их жаропрочных никелевых сплавов, включающий раскатку в условиях сверхпластичности в направлении от оси заготовки к периферии наклонными к плоскости диска

10 приводными консольными роликами. попарно расположенными диаметрально противоположно относительно оси заготовки, причем пары раскатных роликов смещены относительно горизонтальной плоскости.

15 проходящей через ось прокатки на величину, равную половине диаметра раскатного ролика, отличающийся тем. что. с целью повышения механических свойств. взаимные скорости вращения роликов задают с

20 рассогласованием 3-6; относительно заго товки и 6 — 12 g, относительно друг друга.

Способ раскатки дисков Способ раскатки дисков Способ раскатки дисков 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения лезвий на листовых заготовках типа круглых дисков

Изобретение относится к обработке давлением, к производству дисков с односторонним заострением

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению кольцевых и стаканообразных деталей,, преимущественно тонкостенных, раскаткой прутковой заготовки Цель изобретения - повышение экономичности процесса за счет увеличения стойкости раскатного валка путем облегчения условий его нагружения

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для торцовой прокатки Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности инструмента

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении широкой номенклатуры колес для транспортных средств, включая автомобильные, авиационные, а также катков для транспорта на гусеничном ходу

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при получении точных заготовок деталей типа дисков сложной формы со значительными перепадами по толщине и диаметру и с глубокими нештампуемыми поднутрениями, изготавливаемых из трудодеформируемых многофазных сплавов, в частности из жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к области обработки металлов и сплавов давлением и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных осесимметричных деталей ответственного назначения, например дисков для газотурбинных двигателей из многофазных жаропрочных сплавов, в том числе на основе никеля и титана
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении дисков колес транспортных средств

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно способам пластического деформирования плоских заготовок круглой формы
Наверх