1.一種粉末高溫合金構件階段加熱擠壓控形方法,其特征在于:該方法的步驟是:
步驟一、粉末準備
根據構件尺寸計算并稱量霧化高溫合金粉末,稱量的重量按以下公式計算:
m裝載=m計算/0.8 公式1
式中:m裝載為裝載到模具中的霧化高溫合金粉末重量,m計算為根據構件的體積計算得到的霧化高溫合金粉末重量;
步驟二、擠壓模具制備
采用斷裂強度超過2000MPa的鋼材料制備擠壓模具,該模具由上環形模(1)和下環形模(2)構成擠壓模具型腔,其中,下環形模(2)固定在壓機的下工作臺上,上環形模(1)裝在下環形模(2)上,并與下環形模(2)緊密配合,上環形模(1)的內徑比下環形模(2)的內徑大,上環形模(1)和下環形模(2)能夠沿軸向對開;
在上環形模(1)的內腔中有上壓環(3),上壓環(3)與上環形模(1)之間的配合為過度配合,上壓環(3)的中心孔中安裝上壓頭(4),上壓頭(4)與上壓環(3)之間的配合為過度配合,在下環形模(2)的中心孔中安裝下壓頭(5),下壓頭(5)與下環形模(2)之間的配合為過度配合,從而實現上壓環(3)、上壓頭(4)和下壓頭(5)可以沿豎直方向自由上下移動且三者的中心線與上環形模(1)和下環形模(2)的中心線同軸;
步驟三、液壓系統和加熱系統就位
將擠壓模具內壁用酒精及丙酮清理干凈,并置于真空室內,真空室內設置三套液壓系統和加熱系統,三套液壓系統分別對接上壓環(3)、上壓頭(4)和下壓頭(5),在霧化高溫合金粉末裝載之前,下壓頭(5)的上端和下環形模(2)的上端平齊,上壓環(3)和上壓頭(4)的下端平齊,并高出上環形模(1)頂端,加熱系統位于擠壓模具的四周;
步驟四、粉末裝載
在真空室內將預先準備好的粉末高溫合金霧化粉末通過上壓環(3)和上壓頭(4)的下端與上環形模(1)之間的間隙倒入模具中;
步驟五、粉末及模具預加熱
將模具及粉末加熱到500-700℃,進行保溫,保溫時間按以下公式計算:
T保溫時間=(L上環形模內腔直徑+L上環形模壁厚×2)×1.7min/mm 公式2
步驟六、粉末固化
待保溫時間結束后,下壓頭(5)保持不同,上壓環(3)和上壓頭(4)同時向下運動,速度保持在17mm/s~20mm/s之間,直至壓力達到300-700MPa,此時,上壓環(3)和上壓頭(4)停止運動;
然后繼續升溫到1050-1150℃,進行保溫,保溫時間按照公式2計算;
步驟七、粉末固化后的構件成形采用以下四種方式之一:
第一種:再次等到保溫時間結束后,下壓頭(5)依然保持不動,上壓環(3)和上壓頭(4)繼續同時向下運動,速度保持在17mm/s~20mm/s之間,直至壓力達到1000-1400MPa,上壓頭(4)和上壓環(3)停止運動,此時即可獲得圓柱形粉末高溫合金錠;
第二種:再次等到保溫時間結束后,下壓頭(5)依然保持不動,上壓頭(4)和上壓環(3)繼續同時向下運動,速度保持在17mm/s~20mm/s之間,直至壓力達到1000-1400MPa,之后,上壓頭(4)繼續向下運動,同時上壓環(3)開始同速向上運動,上壓頭(4)的下端面不接觸下壓頭(5)的上端面時,上壓頭(4)和上壓環(3)停止運動,即可獲得杯形粉末高溫合金錠;
第三種:再次等到保溫時間結束后,下壓頭(5)依然保持不動,上壓頭(4)和上壓環(3)繼續同時向下運動,速度保持在17mm/s~20mm/s之間,直至壓力達到1000-1400MPa,之后,上壓頭(4)繼續向下運動,同時上壓環(3)開始同速向上運動,待上壓頭(4)的下端面接觸下壓頭(5)的上端面時,上壓頭(4)和上壓環(3)停止運動,即可獲得管形粉末高溫合金錠;
第四種:再次等到保溫時間結束后,下壓頭(5)依然保持不動,上壓頭(4)和上壓環(3)繼續同時向下運動,速度保持在17mm/s~20mm/s之間,直至壓力達到1000-1400MPa,之后,下壓頭(5)開始同速向下運動,待上壓頭(4)和上壓環(3)的下端面接觸下環形模(2)的內腔的上端面時,即可獲得棒形粉末高溫合金錠;
步驟八、粉末高溫合金錠的后處理
將上壓環(3)和上壓頭(4)的位置調整至在霧化高溫合金粉末裝載之前的狀態,將上環形模(1)和下環形模(2)沿軸向打開,取出粉末高溫合金錠,冷卻至室溫后進行吹砂,并采用機械加工的方法去除表面污垢,即得到粉末高溫合金構件。