4.模锻
模锻前模具应预热到150一250℃。模锻用的毛坯,要力求在变形时各个截面的变形程度尽量均匀。例如,为了避免叶片的不均匀变形,在制坯时常将棒料车成或锻制成锥体。
毛坯加热好以后,要快速送到模锻设备上锻造。对于GH4033等镍基合金的最后一火模锻,毛坯出炉至锻完的时间一般不要超过10s。制坯、预锻及终锻的锻模分别设置,而且每一工步前都需要加热,原因是:高温合金的锻造温度范围窄,每火仅能完成一个工步;锻件公差要求严,并且变形抗力大,要求每个模膛的中心与锻模中心重合;锻模寿命低,分别设置比较经济,也便于翻新。
锻模设计应考虑使各部位的变形量大于临界变形程度。锻模厚度应比同尺寸碳钢锻件的锻模大口为了使变形较均匀,锻模表面粗糙度在Ra0.4μm以上。
在模锻过程中要注意加强模具的润滑,选用效果良好的润滑剂。润滑剂可以是胶状石墨与水或无机油的混合液多也可以用二硫化钼、石墨和炮油的混合物作润滑剂。最好再在毛坯表面上涂一层玻璃润滑剂与普通润滑剂联合使用,润滑效果比只采用普通润滑剂的好得多。玻璃润滑剂的成分为:56%玻璃粉十3%-5%黏土+5%一7%水玻璃+水余量。玻璃润滑剂对毛坯表面有浸蚀作用,因此锻后在热处理前需喷砂将锻件表面的玻璃润滑剂清理掉。
高温合金在锤上锻造时,允许变形量为40%-50%,在压力机上闭式模锻、挤压时,允许变形量约80%-90%。高温合金的允许变形量还与锻造方向有关:沿着毛坯纤维方向锻造时的允许变形量,比垂直于毛坯纤维方向锻造时要大。
5.切边
切边方法对于高温合金模锻件晶粒尺寸有影响。如果在切边时产生了变形,切边后必须加以热校正,这样,便会造成局部晶粒租大。所以只有在切边后不进行校正的锻件,或者对于锻件的晶粒组织没有要求时,才对锻件施行切边母小型锻件多用切边模热切边,因为热切比冷切需要的切边力小,产生脆性裂纹的危险性也较小。通常都是在终敢后立即切边。对于有晶粒尺寸要求的高温合金锻件,一般都以带飞边状态供应给机加车间,用锯或者用机械加工方法除去飞边。
6.冷却
高温合金的再结晶速度非常缓慢,只有在很高的温度和适当的变形程度下,再结晶才能与变形同时完成,在很多情况下,再结晶是利用锻后余热完成的。因此,对于一些中小型锻件,常采用堆放空冷;对于镍基高温合金,由于其再结晶温度更高,、再结晶速度更缓慢,为了得到有完全再结晶组织的缎件,有时要将锻好的缎件及时放进比合金再结晶温度高出50~100℃的炉中,保温5-Imm,然后至冷。这样处理后,縱件龉桓能够更加均匀。
7.热处理
高温合金组织对于热处理很敏感。采用不同的热处理工艺,即不同的加热温度、保温时间和冷却速度以及各种特殊热处理,可以使合金的晶粒尺寸,强化相的沉淀或溶解、析出相的数量和颗粒尺寸,甚至晶界状态等有很大的不同。高温合金的热处理通常分为固溶处理、I间处理(低温固溶或高温时效)和时效处理三个阶段,固溶与时效处理是优化沉淀强化型高温合金性能的关键。
8.清理
高温合金一般都含有较多的Cr、Ni元素,因此生成的氧化皮致密而牢固。目前经常使用的清理方法是,先在碱液中“松皮”,松皮处理的槽液成分是NaOH 87%+NaNO3 13%;继之采用氢氟酸酸洗;最后进行喷砂,喷砂作为化学腐蚀的补充,可以获得光洁的表面。
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