1、引言

某型号飞机发起机挂架用TC4钛合金锻件尺寸大(单沉142 kg，长度1700mm，宽度380mm)，状态复杂，对探伤及机能要求高。选取模锻的步骤出产必要的设备吨位大。选取自由锻步骤出产，由于锻件的尺寸大，组织很难节造。且国内无此类锻件成熟的出产工艺可供鉴。为此，本尝试探求了在水压机上自由铸造坯、胎模锻成形、铸造TC4合金大型锻件的出产工艺，为航空用大型钛合金锻件的工业化出产提供工艺参考。

2、尝试过程

飞机用大型TC4钛合金锻件(图1)，有两个难点：①不仅要求3个面探伤，并且要求达到AA级探伤水平(杂波水平要达到φ1.2mm一9dB)；②锻件状态复杂，各有关尺寸公差幼，变截面处有流线要求。

45^#钢坯表购。尺寸为φ720mm、沉4t的TC4合金铸锭由宝鸡钛业股份有限公司熔铸厂选取真空自耗电弧炉熔铸，化学成分切合国度尺度。自由锻设备为1250 t水压机和3150 t水压机。

凭据宝鸡钛业股份有限公司现有设备能力和工艺水平，以及对同规格TC4锻坯探伤摸底，用45^#钢坯进行了预锻工艺试验，初步拟订工艺路线为：铸锭--->棒坯铸造--->自由铸造坯--->胎模锻成形--->热处置--->机加工--->机能检测。

3、尝试了局及会商

3.1 铸造工艺

由于制品锻件最大截面尺寸为380mmx82 mm，而棒坯在自由铸造坯及胎模锻成形过程中变形量幼。因而，为了保障整个锻件均达到AA级的探伤水平，在棒坯铸造过程中要对棒坯组织和机能和进行严格节造，以获得均匀优良的双态组织。

自由铸造坯在1250t水压机上实现。由于锻件长为1700mm、部门截面尺寸为380mmx82mm，无法部门镦造，故只能按最大截面选择棒坯尺寸
Ｋ伎嫉胶嵯蛑焓，轴向长度也会少量增长，因而棒坯直径为φ270mm。选取上窄、下宽锤头，用偏疼轴铸造步骤拔长幼截面处，以保障底面平坦。另表，在铸造过程中要不休整形，改过金属高低部流动不均匀产生的弯曲。胎模设计要把稳：①模腔各变截面处尺寸适当加大，留有机加工余量；②模具没有顶出孔及拔模斜度，利于锻件出模；③模腔周围设有飞边槽，包容有余的金属，；つ＞，增长金属模腔表周围和流动阻力，迫使金属充斥模腔。在胎模锻成形过程中，模具需预热到400℃左右，模内加光滑剂，锻坯表表涂玻璃粉，提高锻坯在模内的流动性，使坯料在模腔内可能充斥。

3.2 锻件的组织

锻件低倍观察见图2
？杉，锻件变截面处流线齐全，无任何被堵截的痕迹，锻件中部流线不合称。这重要是由于在自由锻初成形过程中，是用圆棒压在长方形锻坯上，用锤头压圆棒压造出圆弧形的细颈部门，再用锤头锤打拔长，维持了流线的齐全性；而偏疼轴拔长使锻件中部流线不合称。

将锻件分成2个区，并在分歧方向各截取3个试样，观察高倍组织，见图3，图4。

图3，图4批注，TC4钛合金锻件高倍组织中，纵向、短横向、长横向差距很幼，均为等轴α+β转组织。

3.3 锻件的机能

锻件经过780℃，2h空冷热处置后，在分歧方向截取试样，测试了力学机能。了局见表1。

从表1能够看出，选取本尝试钻研的铸造工艺造备的锻件力学机能优良，齐全满足技术前提要求。

3.4 探伤

对整个锻件进行探伤查抄。在尺寸为380mm×82mm大截面部门的端面左近杂波达到φ1.2mm-9dB，其它区域均达到φ1.2mm-15dB，均满足φ1.2mm-9dB的技术要求。

3.5 尺寸查抄

选取本尝试钻研的出产工艺共出产了3批次41件，尺寸均达到技术要求。批注选取自由铸造坯、胎模锻成形步骤铸造飞机用大型TC4钛合金锻件是齐全可行的。

4、结论

选取本尝试钻研的棒坏铸造--->自由铸造坯--->胎模锻成形--->热处置--->机加工--->检验工艺流程，出产飞机用TC4合金锻件齐全可行。重要力学机能指标(抗拉强度为905 MPa，屈服强度为830 MPa，a_k值为38.9J/cm²，室温缺口试验是1170 MPa，7h未断)齐全满足技术前提要求，探伤查抄除380mm×82mm大截面部门的端面左近杂波达到φ1.2mm-9dB，其它区域均达到φ1.2mm-15dB，满足φ1.2mm-9dB的技术要求；选取本尝试工艺共出产了3批次4l件，尺寸均达到锻件用的要求。

参考文件

【1】Yang Zhenheng(杨振恒)．Forging Technology(铸造工艺学)．Xi’an：Northwest Industry University Press，1999

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