TC17合金盘轴锻件普通β锻成形工艺优化

《TC17合金盘轴锻件普通β锻成形工艺优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、其他洲吣TC17合金盘轴锻件普通p锻成形工艺优化FormingProcessingOptimizationofNormalp—ForgingforTCl7AlloyLargeForgingWithDiscalSpindleShape中航工业贵州安大航空锻造有限责任公司李玉凤占立水苏春民张振[摘要】研究通过理论与实践相结合的方式对普通B锻成形的TCl7合金盘轴类锻件进行了几何性和工艺性分析，进而基于CAD／CAE一体化设计平台开展了工艺优化设计，并根据优化的工艺进行了生产试造，实现了小设备干大活并

2、获得良好的组织性能。通过总结分析积累生产经验，丰富了理论体系并为后续类似产品生产提供可靠的技术支撑。关键词：普通B模锻TCl7合金CAE优化设计成形工艺优化【ABSTRACT】Geome仃icalandcraRscharacteris-ticofTC17alloyla唱efo唱ingswithdiscalspindleshapearestudiedwiththeoreticandpracticemethodinno珊alp—fo唱ingpmcessing．Fo咖ingprocessingopti

3、mizationisimplementedbasedonCAD／CAEdesignsystemandtheeximiousschemeisusedinthemanufactureprocess．Theresultindicatesthatmicrostructurewithhighqualityisgained，whichcanenrichme仔ameofreferenceofanalo—gousproducts．Keywords：Normalpfo咖gTCl7aⅡoyCAEoptim汝ddes

4、ignFormingprocessingOptimizationDOI：10．16080／i．issnl671．833x．2015．19．106TCl7合金属于(仪一p)型两相钛合金，采用B锻生产的锻件具有良好的断裂韧性和抗蠕变性能⋯；而钛合金B锻生产过程控制难度大，成形温度范围窄，变形量大，必须一火完成锻造过程。要获得良好的组织性能须保证Tcl7合金B锻锻造温度在r。上30～60℃内，变形量控制在30％～50％范围。对于大中型盘轴类Tcl7合金锻件多采用等温锻方式成形，新产品通常要求短周期、低

5、成本和高质量交付，等温锻无法满足客户研发需求。为此决定采用普通热模锻进行TCl7合金盘轴件的B锻成形，并通过CAD／CAE一体化先进设计平台对Tc17合金盘轴件进行锻件、模具及工艺优化设计，以便实现缩短研发周期、降低试造成本、提高工作效率和产品质量的目标。研究首先根据零件图和技术要求开展产品几何性分析；继而基于公司的生产能力和技术106航窄制造技术·2015年第19期水平对产品进行工艺性分析，应用CAD系统进行锻件及模具设计，初步制定成形工艺方案；然后通过CAE系统对产品热成形过程进行有限元分析

6、，进行工艺优化、缺陷预测；之后通过试造验证优化工艺的可行性和可靠性，修正完善工艺方案，为后续批次的生产提供有效的参考依据和理论指导。1TCl7合金某盘轴锻件普通p模锻工艺性分析研究对象为TCl7合金某盘轴锻件，该锻件属于关重件，要求普通B模锻成形。锻件图如图l所示，图中点划线所示图形为锻件粗加工外廓，根据粗加工图可知零件沿轴向具有多台阶特性，截面变化率较大。最大外径与最小外径比值达到1．68，径高比达到1．93，属于典型的盘轴件，内孔粗加工尺寸为西9lmm，设计模锻件时考虑到工艺余量，内孑L高径

7、比为2．9，难以通过锻造方式来成形内孔，兼顾小头端变形量，模锻件在小头端断面设计了辅助工艺内凹孔。模锻件设计时为了避免宏观缺陷保证材料的流动性和出模方便，简化了台阶，设计了如图1所示的模锻件图。综合分析锻件的成形工艺性可知，通过普通模锻成形难度较大，工艺过程控制难度大，须严格控制3个关键点。(1)成形温度控制。TCl7合金B锻须一火内完成最终成形，始锻温度必须控制在相变点以上30～60℃，L生塑!!竺．1西290mm图1TCl7合金某盘轴件锻件图Fjg1DrawingofTCl7a¨oywith

8、discalshape其他终锻温度不得低于8300C；转移过程中为了减小坯料表面热量损失，尽可能减少转移时间；为了减小锻件表面温降，锻造前需要对坯料表面涂润滑防护剂模具需要预热至300℃左右，弱化锻件表面的加工硬化效应。(2)变形量的控制。模锻之前需要对坯料进行改锻，尽量保证坯料组织细小均匀；终锻变形量应该控制在30％～50％之间，保证锻件获得足够大的变形量，破碎晶粒并获得细小均匀的再结晶晶粒，尤其是保证锻件小头端的变形量。(3)成形过程的控制。公司用于生产该锻件的设备为10t模锻锤，由于人工操