一种用于粉末高温合金构件的快速致密化方法

摘要

本技术属于粉末高温合金构件的直接锻造成形技术领域，涉及粉末高温合金构件制备工艺的改进。实现步骤如下：合适的粉末锭坯制作；合理的粉末直接锻造成型模具设计及锻造工艺参数选择。本技术将粉末装入包套内直接锻造成型，能够得到组织致密，晶粒均匀、细小的粉末高温合金锻坯，简化了工艺流程，缩短了研制周期，降低构件制造成本。

主权项

一种用于粉末高温合金构件的快速致密化方法，其特征在于：该方法的步骤是：步骤一、粉末锭坯制备根据构件的体积计算制作圆柱形不锈钢包套，不锈钢材料的牌号为304，将高温合金粉末填装在包套中，对包套内部抽真空后封焊，得到圆柱状的粉末锭坯(5)，在粉末锭坯(5)的上端通过焊接连接一个用于保护包套进粉管的上端盖(4)，在粉末锭坯(5)的下端通过焊接连接一个与上端盖(4)形状匹配使包套受压均匀的下端盖(6)；步骤二、制备锻造模具采用断裂强度超过2000MPa的钢材料制备锻造模具，该锻造模具由圆形的上模(2)、模具外筒(3)和圆形的下模垫块(1)构成锻造模具型腔，其中，圆形的下模垫块(1)固定在压机的下工作台上，圆形的下模垫块(1)的外圆周与模具外筒(3)的内壁紧密配合，下端盖(6)的底部安装在下模垫块(1)上面，模具外筒(3)内套装上模(2)，模具外筒(3)的内壁与上模(2)的外圆周面之间的间隙为5mm，上模(2)能够在模具外筒(3)的内腔中上下滑动，上模(2)安装在压机的上工作台上，上端盖(4)的顶部与上模(2)的底部接触，该锻造模具中，模具外筒(3)的内腔直径比粉末锭坯(5)的上、下端盖的外环直径大3mm；步骤三、加热粉末锭坯(5)将粉末锭坯(5)加热到1050℃，进行保温，保温时间按以下公式计算：T_保温时间＝L_{粉末锭坯直径}×1.7min/mm    公式1步骤四、粉末直接锻造成型将保温后的粉末锭坯(5)放入锻造模具型腔内快速锻造成型，粉末锭坯(5)的转移时间控制在1min以内，锻造速度为17mm/s～20mm/s，在锻造过程中，随着安装在压机上工作台上的上模(2)的下降，粉末锭坯(5)在锻造模具型腔内向四周扩展变形，与锻造模具型腔接触后在三向受压的状态下，粉末锭坯(5)内的高温合金粉末开始相互碰撞和塑性变形后成型，成型过程中的压力为800～1300MPa，成型的保压时间为5～60s，成型的变形量为50～60％，然后将粉末锭坯(5)出模，置于石棉毡中自然冷却；步骤五、包套去除粉末锭坯(5)冷却后，吹砂，并采用机械加工的方法去除包套，得到粉末高温合金构件。