CN111112526A - In718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤。本申请采用近净成型技术，锻件更贴合最终零件型面，提高了材料利用率，减少了加工周期；采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

Description

IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法

技术领域

本发明属于锻件制备技术领域，尤其涉及IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法。

背景技术

目前，航空发动机用机匣类锻件一般采用高温合金或钛合金材料，材料成本高，矩形锻件材料利用率低，近净成型技术得到大范围应用。IN718合金为难变形合金，材料流动性差，变形抗力大，对机匣成型过程提出了更高的要求。采用近净成型技术设计的锻件重量为178kg，矩形锻件重量轻626kg，节约材料448kg，大大提高了材料利用率，降低了成本，缩短加工周期。但是，锻件斜度较大，大小端直径变化大，异形型面复杂(根据JB/T10478复杂系数S为0.28属于S3组(S3＜0.35))，内外径均有多个法兰，高度高壁厚薄，高厚比大。在轧制该类型机匣环锻件时，需要制备体积分布合理的异形中间坯料，根据锻造过程坯料体积不变的原理，坯料的型面、斜度、壁厚差等问题都会对终轧造成影响，所以异形坯料的制备是锻件成型的关键。

目前，关于机匣类锻件生产加工的公开文献有一些，例如：

1、专利申请CN201711445898.3，公开了一种多台阶大直径机匣环锻件及其制造方法。本发明通过下料、镦粗、冲孔、马架扩孔、掰斜、胎膜制坯、预轧、轧制成形的流程对机匣环锻件进行制造，通过镦粗、冲孔、马架扩孔和胎膜制坯，使坯料高度方向的体积分布特点符合锻件最终成形要求；通过特殊的构造使得坯料得以大端向下，从芯辊模具上方装载，保证坯料轧制稳定；通过调整环坯尺寸，使坯料和模具接触紧密，防止坯料轴向窜动；前期使用高温大变形来细化晶粒，后续异形制坯及成形过程采用低温小变形来维持晶粒不变，使晶粒得到充分细化。最终得到了一种轧制平稳，能很好的保证锻件轧制精度的多台阶大直径机匣环锻件的制造方法。

2、专利申请CN201811625123.9，公开了一种718plus异形环锻件成形方法，采用逐步的聚料和轧制生产718plus异形环锻件，具体包括以下步骤：下料、镦粗冲孔、马架扩孔平端面、矩形预轧、异形预轧、终轧步骤。本发明在加工过程中采用胎膜进行镦粗冲孔，能消除坯料出现的鼓肚，提高坯料质量和产品一致性；采用保温涂料、石棉处理坯料，能防止坯料出现裂纹，保持良好的加工性能。本申请制造方法生产的718plus环锻件，外形尺寸满足零件加工要求，且易成形；制造过程中机加工去除的余量较小，且生产周期短，材料利用率高，成本低；能有效的减少坯料表面开裂，并通过控制锻造温度，获得符合锻件标准要求的组织和性能。该专利申请是对矩形坯料进行轧制，不进行胎模成型。

但是，以上专利申请以及传统锻造中间坯制备过程为矩形坯料在模具中成型，但对于轴向非对称多法兰机匣环件来说，既要分配好型面体积又要保证型面与成型模具型腔贴合是很困难的，因为外径两端的法兰若在模具中成型，则必须制备多个模具以保证锻件可以顺利从模具中脱出，其操作难度大，步骤复杂，尤其是在胎膜阶段很复杂，难以控制锻造时间，影响锻件性能。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法。本申请采用近净成型技术，锻件更贴合最终零件型面，提高了材料利用率，减少了加工周期；采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤。

进一步地，所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为24％～26％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为28％～32％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件。

进一步地，在步骤②及③，所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3。

进一步地，在步骤③，所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为24％～26％，终锻温度≥900℃。

进一步地，在步骤④，所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料。

进一步地，所述石棉的厚度为15～20mm。

进一步地，在步骤④，所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配。

进一步地，在步骤④，所述胎模成型的终锻温度≥900℃。

进一步地，所述加热温度为1000℃～1100℃，保温时间为(t+30)min～(t+180)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

进一步地，在步骤⑤，所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请采用近净成型技术，锻件更贴合最终零件型面，提高了材料利用率，减少了加工周期。

(2)本申请采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的结构示意图；

图2为本申请异形预轧的结构示意图；

图3为本申请胎模成型的结构示意图；

图4为本申请异形终轧的结构示意图；

图5为本申请异形预轧坯料在异形预轧过程的尺寸变化示意图；

图6为传统锻造胎模成型工序制备坯料的结构示意图。

附图中：1-矩形芯辊；2-异形主辊1；3-内模；4-外模；5-异形芯辊；6-矩形坯料；7-异形坯料；8-外模半环1；9-外模半环2；10-固定环；11-异形主辊2；12-胎模成型坯料；13-机匣环件。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；所述石棉的厚度为15mm；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为24％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3；所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为24％，终锻温度≥900℃；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料；所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配；所述石棉的厚度为15mm；所述胎模成型的终锻温度≥900℃；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为28％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件；所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

进一步地，所述异形终轧加热温度为1000℃，保温时间为(t+180)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

实施例2

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；所述石棉的厚度为20mm；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为26％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3；所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为26％，终锻温度≥900℃；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料；所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配；所述石棉的厚度为19mm；所述胎模成型的终锻温度≥900℃；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为32％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件；所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

进一步地，所述异形终轧加热温度为1100℃，保温时间为(t+30)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

实施例3

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；所述石棉的厚度为16mm；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为24.5％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3；所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为24.5％，终锻温度≥900℃；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料；所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配；所述石棉的厚度为17mm；所述胎模成型的终锻温度≥900℃；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为29％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件；所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

进一步地，所述异形终轧加热温度为1020℃，保温时间为(t+50)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

实施例4

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；所述石棉的厚度为19mm；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为25.5％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3；所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为25.5％，终锻温度≥900℃；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料；所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配；所述石棉的厚度为18mm；所述胎模成型的终锻温度≥900℃；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为31％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件；所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

进一步地，所述异形终轧加热温度为1080℃，保温时间为(t+150)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

实施例5

一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；所述石棉的厚度为17mm；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为25％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3；所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为25％，终锻温度≥900℃；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料；所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配；所述石棉的厚度为18mm；所述胎模成型的终锻温度≥900℃；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为30％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件；所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

进一步地，所述异形终轧加热温度为1050℃，保温时间为(t+100)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

对比例1

按照专利申请CN201711445898.3中的实施例进行机匣环件的制造。

为了进一步说明本发明能够达到所述技术效果，做以下实验：

采用本申请实施例1～5和对比例1的方法分别进行机匣环件的制造，结果发现：

对比例1方法制造的机匣锻件尺寸较大，胎模成型后有更大的变形量使锻件体积重新分配更有利于锻件型面的成型，如果最终锻件变形量不足够的情况下，采用对比例1制造方法不能得到合理的中间坯料；

而本申请实施例1～5方法制造的机匣锻件尺寸较小，终轧没有足够变形量，所以在胎模成型工序必须完成体积分配，需在胎模成型工序使两端法兰得到足够的体积，如果按现有技术的锻造方法，则该工序操作复杂，需要的模具多，操作时间难以控制，可能导致锻件性能不合格而且模具成本高；而本申请实施例1～5方法仅需一个内模和一个外模，工序少，制得的锻件可以顺利从模具中脱出，且锻件的性能得到保证。

综上所述，本申请采用异形预轧的方法提前分配锻件体积分布，减少了胎模成型工序的操作步骤，模具数量，使锻造时间更可控，保证了锻件性能，且仅使用一个内模和一个外模就可以制备体积分布合理的机匣环件中间坯，锻件可以顺利从模具中脱出，节省了工装材料。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：采用异形坯料在模具中成型后轧制来制备异形带锥度的机匣环件，包括镦粗冲孔、马架扩孔、异形预轧、胎模成型、异形终轧步骤。

2.根据权利要求1所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①镦粗冲孔：在IN718合金的上下端面垫石棉，加热后对其进行镦粗、冲孔，终锻温度≥900℃，得到坯料；

②马架扩孔：将上述坯料加热后进行马架扩孔，变形量为24％～26％，终锻温度≥900℃，得到矩形坯料；

③异形预轧：在对上述矩形坯料进行预轧前，先根据异形芯辊模具将其高度分为上段、中段、下段，加热后进行异形预轧，开始预轧时，矩形坯料的中段先接触异形主辊1模具发生形变，上段和下段未接触，而随着预轧的进行，矩形坯料的中段壁厚逐渐减小，中段高度h2逐渐增大，下段高度h1和上段高度h3逐渐减小，上段和下段开始贴向异形主辊1模具，当上段和下段高度聚料，坯料的外径达到要求尺寸，轧制完成，得异形预轧坯料；

④胎模成型：将上述异形预轧坯料加热后进行胎模成型，获得胎模成型坯料；

⑤异形终轧：加热后，采用异形芯辊和异形主辊2对上述胎模成型坯料进行异形终轧，异形终轧变形量为28％～32％，终锻温度≥900℃，制得所述机匣环件。

3.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤②及③，所述矩形坯料的整体高度为h，矩形坯料下段的高度为h1、体积为k1，中段的高度为h2、体积为k2，上段的高度为h3、体积为k3。

4.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤③，所述异形预轧坯料的整体高度为H，异形预轧坯料与矩形坯料相对应的下段、中段、上段的体积分别为V1、V2、V3，下段、中段、上段相对应的高度分别为H1、H2、H3；异形预轧后，k1＝V1，k2＝V2，k3＝V3，H＝1.04h，变形量为24％～26％，终锻温度≥900℃。

5.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤④，所述胎模成型的方法为：先在内模外型面和内模内型面涂润滑剂，在异形预轧坯料大法兰一侧覆盖石棉后，将异形预轧坯料放入外模中，并使异形预轧坯料大法兰一侧向上，再将内模放入异形预轧坯料中，压机带动上砧对内模施加压力，使内模压入异形预轧坯料胀形，异形预轧坯料胀大并填充内模与外模之间的型腔，最终得到异形终轧前的胎模成型坯料。

6.根据权利要求2或5所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：所述石棉的厚度为15～20mm。

7.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤④，所述胎模成型中，外模非直型面与胎模成型坯料外径型面相匹配，内模型面与胎模成型坯料内径型面相匹配。

8.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤④，所述胎模成型的终锻温度≥900℃。

9.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：所述加热温度为1000℃～1100℃，保温时间为(t+30)min～(t+180)min，式中，t指坯料中心温度在加热时升高至异形终轧加热温度下14℃所需的时间。

10.根据权利要求2所述的IN718合金轴向非对称多法兰机匣环件的制造方法，其特征在于：在步骤⑤，所述异形芯辊型面与最终锻件内径型面一致，异形主辊2型面与最终锻件外径型面一致。

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