718Plus合金的锻件成形方法实施方式

718Plus合金（718Plus）的化学成分如下：

如图1所示，《718Plus合金的锻件成形方法》的718Plus合金的锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，它包括以下步骤：

（I）如图1中的（a）至（c）所示，由厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯2，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第一毯子2裹住718Plus合金的坯料1的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子2与上述坯料1的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子2与上述坯料1的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100摄氏度后停止加热，立即对上述坯料1进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料1墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第一毯子2自然脱落；

（II）如图1中的（d）至（e）所示，在厚度为1毫米-1.5毫米的铁皮上放置厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子3，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第二毯子3分别裹住用步骤（I）处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子3分别与上述坯料1的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子3分别固定在坯料1外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060摄氏度后停止加热，立即对上述坯料1进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第二毯子3自然脱落；

（III）如图1中的（f）至（g）所示，将上述第二毯子3分别裹住用步骤（II）处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子3分别与上述坯料1的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子3分别固定在坯料1外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038摄氏度后停止加热，立即将上述坯料1轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料1自然冷却至室温，裹在上述坯料1上的第二毯子3自然脱落。

在步骤（I）中，用直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子2与坯料1固定在一起；或者用两根直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子2与坯料1捆扎在一起。

在步骤（II）和步骤（III）中，裹在坯料1外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子2在分别裹住坯料1外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子3的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子3固定在坯料1上。如果需要的话，在坯料1的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60毫米的铁皮条4将裹在坯料1外表面的第二毯子2和在裹住坯料1冲孔或扩孔内表面的第二毯子2连接在一起，铁皮条4的一端与裹在坯料1外表面的第二毯子2上的铁皮焊接在一起，铁皮条4的另一端与裹在坯料1冲孔或扩孔内表面的第二毯子2上的铁皮焊接在一起。

高温粘结剂粉末为含10-14％的AL₂O₃、含45-52％的SiO₂、含12-16％的CaO、含4-8％的Na₂O和含15-22％的B2O3。陶瓷纤维是含44％的AL₂O₃、含52％的SiO₂、含1％的Fe₂O₃和其余为ZrO2的陶瓷纤维。上述的加热是在电炉中进行的。

使用《718Plus合金的锻件成形方法》前后锻件表面裂纹对比：

工业实用性：《718Plus合金的锻件成形方法》可以在工业中使用，具有工业实用性。

1.一种718Plus合金的环形锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，其特征在于：（I）由厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯子（2），高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第一毯子（2）裹住718Plus合金的坯料（1）的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子（2）与上述坯料（1）的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子（2）与上述坯料（1）的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100摄氏度后停止加热，立即对上述坯料（1）进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料（1）墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料（1）自然冷却至室温，裹在上述坯料（1）上的第一毯子（2）自然脱落；（II）在厚度为1毫米-1.5毫米的铁皮上放置厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子（3），高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第二毯子（3）分别裹住用步骤（I）处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子（3）分别与上述坯料（1）的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子（3）分别固定在坯料（1）外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060摄氏度后停止加热，立即对上述坯料（1）进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料（1）自然冷却至室温，裹在上述坯料（1）上的第二毯子（3）自然脱落；（III）将上述第二毯子（3）分别裹住用步骤（II）处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子（3）分别与上述坯料（1）的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子（3）分别固定在坯料（1）外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038摄氏度后停止加热，立即将上述坯料（1）轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料（1）自然冷却至室温，裹在上述坯料（1）上的第二毯子（3）自然脱落。

2.如权利要求1所述的718Plus合金的环形锻件成形方法，其特征在于：在步骤（I）中，用直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子（2）与坯料（1）固定在一起。

3.如权利要求2所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：在步骤（I）中，用两根直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子（2）与坯料（1）捆扎在一起。

4.如权利要求1所述的718Plus合金的环形锻件成形方法，其特征在于：在步骤（II）和步骤（III）中，裹在坯料（1）外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子（2）在分别裹住坯料（1）外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子（3）的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子（3）固定在坯料（1）的外表面和冲孔或扩孔内表面上。

5.如权利要求4所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：在坯料（1）的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60毫米的铁皮条（4）将裹在坯料（1）外表面的第二毯子（2）和在裹住坯料（1）冲孔或扩孔内表面的第二毯子（2）连接在一起，铁皮条（4）的一端与裹在坯料（1）外表面的第二毯子（2）上的铁皮焊接在一起，铁皮条（4）的另一端与裹在坯料（1）冲孔或扩孔内表面的第二毯子（2）上的铁皮焊接在一起。

6.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述高温粘结剂粉末含10-14％的AL₂O₃，含45-52％的SiO₂，含12-16％的CaO，含4-8％的Na₂O，含15-22％的B2O3。

7.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述718Plus合金是高温合金，其中含C量0.01-0.05％、含Mn量不大于0.35％、含Si量不大于0.035％、含P量0.004-0.020％、含S量不大于0.025％、含Cr量17-21％、含Mo量2.5-3.1％、含Nb量5.20-5.80％、含Ti量0.50-1.00％、含Al量1.2-1.7％、含Co量8.00-10.00％、含Fe量8.00-10.00％、含W量0.008-1.4％、含B量0.003-0.008％，其余为Ni，上述成分之和为100％。

8.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述加热是在电炉中进行的。

9.如权利要求1所述的718Plus合金的锻件成形方法，其特征在于：所述陶瓷纤维是含44％的AL₂O₃、含52％的SiO₂、含1％的Fe₂O₃、其余为ZrO2的陶瓷纤维。

《718Plus合金的锻件成形方法》涉及了一种高温合金的环形锻件成形方法，特别是一种718Plus合金的环形锻件成形方法。

图1为《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法的流程示意图；

图2为用铁皮和铁皮条包裹的坯料的立体示意图。

在图1和图2中，标号1为坯料；标号2为第一毯子；标号3为第二毯子；标号4为铁皮条。

718Plus合金的锻件成形方法发明目的

《718Plus合金的锻件成形方法》提供一种718Plus合金的环形锻件成形方法，用该方法对718Plus合金的环形锻件进行处理后，718Plus合金的锻件晶粒度达到6级或更细，并且其表面没有常见的裂纹。

718Plus合金的锻件成形方法技术方案

为了完成《718Plus合金的锻件成形方法》的发明目的，《718Plus合金的锻件成形方法》采用以下技术方案：

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，是对圆柱型的718Plus合金的坯料进行处理，其中：

（I）由厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维和均匀地撒在其上的1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末组成第一毯子，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第一毯子裹住718Plus合金的坯料的圆柱表面，使撒有高温粘结剂粉末的第一毯子分别与上述坯料的圆柱表面紧密贴合，并将第一毯子与上述坯料的圆柱表面固定在一起，再将它们加热到1000-1100摄氏度后停止加热，立即对上述坯料进行墩粗和冲孔处理，冲孔的直径不得大于上述坯料墩粗后外径的1/3，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第一毯子自然脱落；

（II）在厚度为1毫米-1.5毫米的铁皮上放置厚度为10毫米-15毫米陶瓷纤维，在陶瓷纤维上均匀地撒上1-2毫米厚度的高温粘结剂粉末，由此组成第二毯子，高温粘结剂粉末的融化温度在850-900摄氏度之间，将上述第二毯子分别裹住用步骤（I）处理过的坯料外表面和冲孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子分别与上述坯料的外表面和冲孔内表面紧密贴合，并将第二毯子分别固定在坯料外表面和冲孔内表面上，再将它们加热到1000-1060摄氏度后停止加热，立即对上述坯料进行马架扩孔处理，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第二毯子自然脱落；

（III）将上述第二毯子分别裹住用步骤（II）处理过的坯料外表面和扩孔内表面，使撒有高温粘结剂粉末的第二毯子与上述坯料的外表面和扩孔内表面紧密贴合，并将第二毯子分别固定在坯料外表面和扩孔内表面上，再将它们加热到985-1038摄氏度后停止加热，立即将上述坯料轧制成最终产品，处理结束后，让上述坯料自然冷却至室温，裹在上述坯料上的第二毯子自然脱落。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤（I）中，用直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子与坯料固定在一起。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤（I）中，用两根直径为1-3毫米的铁丝将第一毯子与坯料捆扎在一起。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在步骤（II）和步骤（III）中，裹在坯料外表面和冲孔或扩孔内表面的第二毯子在分别裹住坯料外表面和冲孔或扩孔内表面后，在第二毯子的两个搭接边的铁皮接头处分别通过点焊将第二毯子固定在坯料上。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：在坯料的上、下两个端面上，用三条宽度为40-60毫米的铁皮条将裹在坯料外表面的第二毯子和在裹住坯料冲孔或扩孔内表面的第二毯子连接在一起，铁皮条的一端与裹在坯料外表面的第二毯子上的铁皮焊接在一起，铁皮条的另一端与裹在坯料冲孔或扩孔内表面的第二毯子上的铁皮焊接在一起。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述高温粘结剂粉末含10-14％的AL₂O₃、含45-52％的SiO₂、含12-16％的CaO、含4-8％的Na₂O和含15-22％的B2O3。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述718Plus合金是含C量在0.01-0.05％、含Mn量不大于0.35％、含Si量不大于0.035％、含P量在0.004-0.020％、含S量不大于0.025％、含Cr量在17-21％、含Mo量2.5-3.1％、含Nb量5.20-5.80％、含Ti量0.50-1.00％、含Al量1.2-1.7％、含Co量在8.00-10.00％、含Fe量在8.00-10.00％、含W量在0.008-1.4％、含B量在0.003-0.008％、其余为含Ni的高温合金，上述成分之和为100％。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：所述加热是在电炉中进行的。

《718Plus合金的锻件成形方法》的一种718Plus合金的锻件成形方法，其中：陶瓷纤维是含44％的AL₂O₃、含52％的SiO₂、含1％的Fe₂O₃、其余为ZrO2的陶瓷纤维。

718Plus合金的锻件成形方法改善效果

用《718Plus合金的锻件成形方法》方法进行处理后的718Plus合金的锻件，其锻件晶粒度达到6级或更细，并且表面没有常见的裂纹。

718Plus合金是一个沉淀硬化镍基高温合金,具有优越的高温性能和良好的加工性。这种合金设计时兼顾了Waspaloy的高温性能和热稳定性以及718合金的优良加工性，

是首选的喷气发动机优质旋转部件。718Plus合金合金使用温度比718合金提高了100华氏度，具有比Waspaloy或其它更高温度的镍基高温合金更高的强度、优异的成形性、更好的耐磨性并减小了焊接开裂倾向。

相比718合金，718Plus合金合金的锻造温度范围更窄，更容易产生锻造裂纹，其最后一火锻造根据零件要求使用1800华氏度-1900华氏度（982摄氏度-1038摄氏度）的温度进行锻造。若选用锻造温度低，材料表面裂纹严重，若温度高，晶粒度较粗导致组织性能不能满足使用要求。因此，在要求的锻造温度范围内锻造出表面质量良好，晶粒度为6级或更细的718Plus合金是该合金大量应用的关键。

用截至2015年12月18日的锻件成形的方法来处理718Plus合金（718Plus）存在以下缺点：

1、718Plus合金在锻造过程中容易开裂，需要更多的加工余量保证去除表面裂纹，严重时引起产品报废；

2、为了保证产品表面质量需使用相对较高的辗环温度，导致产品成形后的晶粒度容易不合格；

3、在锻造该产品时对锻造设备与加热炉的布局要求高。

2018年12月20日，《718Plus合金的锻件成形方法》获得第二十届中国专利优秀奖。

《一种铝合金高筒薄壁环件的轧制成形方法》涉及一种环形锻件的轧制成形方法，特别是涉及了一种铝合金高筒薄壁环件的轧制成形方法。

采用铝合金制造的航空航天等领域使用的回转体零部件，如筒形壳体锻件等，由于锻件的壁厚较薄，高度较高，再加上锻件尺寸精度、性能及组织要求也较高，增加了轧制成形的难度。

中国发明专利说明书CN101279344中公开了铝合金异形环件的轧制成形方法。该方法将铝合金棒料经过镦粗、冲孔、轧环制坯，再将坯料装入轧环模具中轧制成形，通过控制轧制过程与各工艺步骤中的变形量，轧制出性能良好的异形环件。

中国发明专利说明书CN102085549A中则公开了铝合金高筒环锻件的辗轧成形方法。该方法是将坯料制成环轧坯后，在轧制时随动模套与环件同时转动。同时控制变形量以及轧制速度，轧制出性能良好的异形环锻件。上述方法由于增加随动模套，增加环件制造成本。而且轧制过程中环件与随动模套间存在相对滑动，难以控制，影响了此方法的适用性。

上述两种成形方法都存在以下问题：在轧制薄壁的铝合金高筒环件时，由于坯料在冲孔后，仍然存在很大的鼓肚，轧制时材料流动情况难以控制。而且辗轧模具孔型与预轧坯之间激烈摩擦，造成轧制不稳定，容易失稳，出现轧扁和喇叭口等现象。而制坯时由于坯料两端材料过少，轧制时环件转动速度快、无摩擦，环件两端温度低，变形抗力相对较大，而且轧制成形时材料大部分沿径向流动，轴向材料流动较少，造成最终成形环件两端壁厚不够，达不到要求。