专利名称：一种消除辊轧叶片咬口粗晶的方法
技术领域：
本发明属于叶片辊轧领域。
背景技术：
在叶片辊轧过程中，叶片榫头与转接R处不同程度地存在有异常粗晶 现象，这是传统的热模锻制坯后直接进行叶身冷辊轧制造工艺所无法避免 的技术问题，该部位的晶粒粗大将会使叶片的性能受到影响。因此迫切需 要一种新的工艺，使得叶片在辊轧时不会出现"咬口粗晶"，从而达到提高 叶片叶身、榫头及转接R处的组织均匀性，提高叶片的振动疲劳强度和使 用可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，可将叶片一 次冷轧至无余量。
本发明提供一种消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，叶片叶身采用等比例 余量设计，棒料经过挤压直接形成预锻坯，预锻坯进行终锻、固溶处理后 得到叶片毛料，利用冷锻模在叶片毛料轧制前对叶片榫头及叶片榫头与叶 身转接R处增加冷锻，冷锻后毛料直接进行冷辊轧。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，预锻坯叶身采用菱形设 计，用分瓣膜进行挤压，在冲床上挤压成型。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，在终锻后对叶身进行冷
3切边。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，在冷锻前对叶身边缘施 加冷校正。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，所述冷锻模除在榫头基 准处有定位外，其余部位基本是敞开式的。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，所述冷锻模除在榫头基 准处有定位外，其余部位基本是敞开式的。
本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，叶片可一次轧至无余量，
且叶片锻件叶身、转接R处、榫头晶粒度均满足标准要求，且晶粒均匀一
致，转接R处无异常粗晶带。
图1为冷锻变形量为5%时的榫头部位组织图100X放大
图2为冷锻变形量为5%时的转接R处组织图100X放大
图3为冷锻变形量为5%时的转接R处组织图25 X
图4为冷锻变形量为10%时的榫头部位组织图 100X放大
图5为冷锻变形量为10M时的转接R处组织图100X放大
图6为冷锻变形量为10%时的转接R处组织图25 X
图7为冷锻变形量为15%时的榫头部位组织图 IOOX放大
图8为冷锻变形量为15%时的转接11处组织图100X放大
图9为冷锻变形量为15%时的转接R处组织图25 X
图10为冷锻变形量15%时的叶片辊轧后纵向榫头部位组织图IOOX放大
图11为冷锻变形量15M时的叶片辊轧后纵向转接R处组织图IOOX放大图12为冷锻变形量15%时的叶片辊轧后纵向叶身组织图100X放大 图13为冷锻变形量15M时的叶片辊轧后纵向转接R处组织图25X 图14为冷锻变形量15%时的叶片辊轧后横向叶身进气边部位组织图，100 X放大
图15为冷锻变形量15%时的叶片辊轧后橫向叶身中间组织图100X放大 图16为冷锻变形量15%时的叶片辊轧后横向叶身排气边组织图100X放 大
具体实施例方式
以材料为GH150合金5级整流叶片为载体，叶片锻件采用等比例余量 方法进行设计。工艺路线为挤压预锻坯—终锻—切边—固溶—冷校正叶身 边缘—固溶—冷锻榫头及转接R处(变形量10%~15%)—辊轧。
1) 预锻模的设计预锻采用叶身菱形设计，采用在160吨冲床上挤压 成形，挤压加热温度U3(TC。冲床滑块行程次数为32次/分，滑块行程 为160mm，挤压模为分瓣模。预锻到终锻叶身的变形量为50%，榫头的变 形量为16%。榫头与叶身转接R是金属流动最剧烈的地方，在R处焊接了 铸造高温合金，增强此处的耐磨性。
2) 冷锻模的设计在确定冷变形量为10%-15%的基础上设计冷锻模， 叶身的设计要考虑解决咬口粗晶的问题，叶根大约咬口处(靠近榫头内缘 面1.7mm)设定一个截面为A1，终锻件设计时，此A1截面单面增厚0.20mm， 使得终锻到冷锻时变形量为15M(冷锻后叶片A1截面的Cmax为2.04mm)。 其余各截面终锻件与冷锻件型面座标值不变化。
榫头的设计要解决咬口处的粗晶，给咬口处施加预冷变形量，但同时榫头也会变形，因此，设计冷锻模时，还要考虑榫头及榫头与叶身转接
的整体变形，此变形量也要避开临界变形区。榫头的冷变形量为15% (从 终锻件的榫头厚度10.6压至冷锻件的8)，榫头与叶身的转接R终锻设计成 R3，冷锻模设计成R1.5。
3) 冷校形模的设计考虑热加工时叶身金属的流动性，及材料冷加工 性，设计了一套冷校形模进行叶身边缘的减薄，把边缘直径压成0.4 — 0,5mm。
4) 冷锻变形量对组织的影响进行了 5%、 10%、 15%三种变形量的对 比试验，冷锻后按叶片辊轧后热处理制度进行处理650 'C装炉，升温至 1040°C±10°C，保温40分，空冷；时效780 °C±10°C，保温5 h，空冷， 650 °C±10°C，保温16h，空冷。热处理后进行金相组织分析。
从对比试验可以看出，变形量为5%时，榫头为2—3级粗晶，转接R 处有个别晶粒达到3级，而冷变形量达到10%、 15%时，榫头与转接R处 的晶粒为5—6级。其组织图见下图1-图9。
将进行了 15%的冷锻变形量的叶片直接交付叶片厂辊轧，叶片1次冷 辊轧至无余量，然后进行热处理650 。C装炉，升温至1040 °C±10 'C，保 温40分，空冷；时效780 aC±10°C，保温5h，空冷，650 °C±10°C，保 温16 h，空冷。从轧后叶片的进、排气边、中部组织检査及榫头、转接R 处来看，叶片的叶身、榫头、转接R处的晶粒比较均匀一致，达到了消除 咬口粗晶的目的。轧后叶片组织图见图10-图16。
权利要求
1、一种消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，其特征在于叶片叶身采用等比例余量设计，棒料经过挤压直接形成预锻坯，预锻坯进行终锻、固溶处理后得到叶片毛料，利用冷锻模在叶片毛料轧制前对叶片榫头及叶片榫头与叶身转接R处增加冷锻，冷锻后毛料直接进行冷辊轧。
2、 按照权利要求1所述的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，其特征在于: 预锻坯叶身采用菱形设计，用分瓣膜进行挤压，在冲床上挤压成型。
3、 按照权利要求1或2所述的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，其特征 在于在终锻后对叶身进行冷切边。
4、 按照权利要求3所述的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，其特征在于: 在冷锻前对叶身边缘施加冷校正。
5、 按照权利要求l、 2、 3或4所述的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法， 其特征在于所述冷锻模除在榫头基准处有定位外，其余部位基本是敞开 式的。
全文摘要
一种消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，采用等比例余量设计叶片叶身加放，棒料经过挤压直接形成预锻坯，预锻坯进行终锻、固溶处理后得到叶片毛料，利用冷锻模在叶片毛料轧制前对叶片榫头及叶片榫头与叶身转接R处增加冷锻，冷锻后毛料直接进行冷辊轧。本发明提供的消除辊轧叶片咬口粗晶的方法，可一次轧至无余量叶片，且叶片锻件叶身、转接R处、榫头晶粒度满足标准要求，且晶粒均匀一致，转接R处无异常粗晶带。
文档编号B23P15/02GK101618499SQ20081001213
公开日2010年1月6日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者红 关, 唐玉良, 崔树森, 李治华, 李深亮, 赵长利, 勇 邵, 郑渠英 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司