等温锻造技术
北京科技大学科技成果——高温合金的等温成型技术
北京科技大学科技成果——高温合金的等温成型技术
成果简介
作为高推比（推重比>8）航空发动机热端部件的重要材料，高温合金的制造及成型工艺研究对合金的实际应用具有重要意义。
等温锻造是复杂形状或难变形材料构件成型的主要工序，因此等温成型工艺研究是我国高温合金应用的关键。
本项目是国防科工委“九五”军工预研课题。
主要研究内容包括：
（1）采用物理模拟及有限元数值模拟，研究适合我国国情的等温锻造工艺及模具材料；
（2）对我国相关企业的液压成型设备进行等温锻造工艺适应性改造；
（3）等温锻造模具设计；
（4）典型/实际涡轮盘件的等温锻造等。
在研究过程中，开发了适合锻造过程模拟的变形传热耦合有限元分析系统——FORMT，该系统具有热态成型过程模拟的普适性。
该项目对高温材料的等温锻造工艺进行了系统研究，解决了高温成型中的关键技术：高温模具材料的选择及相关等温成型设备的工艺适应性改造。
对高温材料（包括高温合金、钛合金等）的等温及超塑性成型具有重要意义。
开发出的耦合有限元分析系统——FORMT，可以应用于其它材料的热态成型过程模拟。
若辅以相应的材料组织演化动力学方程，该系统还具有锻造过程组织演化预测的功能。
国内外镁合金等温锻造进展_付传锋
[3] Chen Shuang,Liu Weimin.Preparation of DDP-coated PbS Nanoparticles and Investigation of theAnti-wear Ability of the Prepared Nanoparticlesas Additive in Liquid Paraffin[J].Wear,1998,218:153Ο158.[4] Hu Z S,Dong J X.Study on Anti-wear and Re2ducing Friction Additive of Nanometer TitaniumOxide[J].Wear,1998,216:92Ο96.[5] Rapoprt L,Leshchinsky V,Lapsker I,et al.Tribo2logical Properties of WS2Nanoparticles underMixed L ubrication[J].Wear,2003,255:785Ο793.[6] 赵修臣,刘颖,王富耻.添加油酸修饰的纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦学性能研究[J].润滑与密封,2005(2):103Ο104.(编辑 郭 伟)作者简介:赵修臣,男,1971年生。
北京理工大学材料科学与工程学院讲师。
研究方向为纳米材料制备与应用。
发表论文10余篇。
刘 颖,男,1957年生。
北京理工大学材料科学与工程学院教授。
余智勇,男,1959年生。
北京理工大学材料科学与工程学院副教授。
国内外镁合金等温锻造进展付传锋1张钰成1赖周艺2胡亚民21.中国南车集团戚墅堰机车车辆工艺研究所,常州,2130112.重庆工学院,重庆,400050摘要:镁合金常温下塑性差、散热快,在共晶温度以上锻造时会发生严重开裂,这就决定了镁合金不宜采用常规锻造方法。
等温锻造成形过程中温度基本不变,可消除镁合金在常温下成形性能差的问题。
等温锻造工艺对 TB6 合金组织性能的影响
等温锻造工艺对 TB6 合金组织性能的影响发表时间：2020-11-04T16:03:33.260Z 来源：《科学与技术》2020年19期作者：王美姣[导读] TB6合金是一种为适应损伤容限性设计原则而产生的高结构效益王美姣陆军装甲兵学院士官学校，长春，130000摘要: TB6合金是一种为适应损伤容限性设计原则而产生的高结构效益、高可靠性和低制造成本的锻造钛合金。
本文主要介绍了等温锻造过程中变形温度，应变速率，热处理制度对该合金组织性能的影响。
关键词: TB6合金；等温锻造；应变速率；显微组织1 概况TB6合金是美国Timet公司与1971年研制成功的，是迄今为止应用最为广泛的一种高强韧近β钛合金。
TB6合金的出现，解决了钛合金的淬透性和组织均匀性结合问题。
β相转变温度较低，提供了低的金属热加工温度，此合金能在比Ti-6AI-4V钛合金以正常的压力锻造时所采用的温度低100~150℃进行锻造。
这使得模具寿命和成本大为降低。
等温锻造是近几年发展起来的一种先进锻造技术，是精化锻件的一种有效方法。
等温锻造是模具与工件始终保持相同的温度，以低应变速率进行变形的一种锻造工艺。
因此等温锻造对于TB6来说是一种相当好的加工方法[1]。
2 试验方法根据钛合金的相变点及常用的变形温度范围，钛合金锻造可以分为β锻造、近β锻造和（α+β）锻造。
β锻造的锻造温度一般高于β相变点温度50~150℃，近β锻造的锻造温度一般在相变点温度以下10~30℃的范围内，（α+β）锻造又称为常规锻造，其锻造温度一般在相变点温度下50~150℃的范围内。
应变速率的选取主要根据设备所能达到的应变速率来确定，常用锻压设备的工作速率和应变速率如表1所示：表1 常用锻压设备的工作速率和应变速率另外，钛合金变形量要避免2%～12%的临界变形量，同时也不能超过85%的变形量，以避免晶粒粗大[2]。
综上，本文TB6合金的试验方案参数选择如下：1.变形温度：700℃，740℃，780℃，820℃，860℃。
等温锻造超塑性成型设备的材料流动行为研究
等温锻造超塑性成型设备的材料流动行为研究引言：等温锻造超塑性成型是一种重要的金属成形加工方法，通过控制材料的温度和形变速度，使金属材料在高温状态下呈现出超塑性，从而实现复杂形状的成型。
材料流动行为是等温锻造超塑性成型过程中的关键问题，对于提高成形质量和效率具有重要意义。
本文将通过对材料流动行为的研究，探讨等温锻造超塑性成型设备在材料流动方面的优化与改进。
一、等温锻造超塑性成型设备的工作原理等温锻造超塑性成型设备是通过对金属材料施加热量以及控制温度和应变速率来实现超塑性成型的。
设备一般包括加热炉、主缸、辅助缸、控制系统等几个主要部分。
加热炉提供热源，将金属材料加热至适当的温度；主缸和辅助缸通过液压系统施加压力进行形变；控制系统用于调节温度、应变速率等参数。
二、材料流动行为研究的意义和挑战材料流动行为研究是等温锻造超塑性成型设备优化与改进的关键。
首先，了解材料在高温下的流动行为能够指导设备参数的选择和调节，以提高成形精度和质量。
其次，通过研究材料在超塑性状态下的塑性变形机理，可以有效避免材料的损伤和断裂，提高成形效率和成形极限。
然而，材料流动行为研究面临着一些挑战。
首先，材料流动是一个复杂的多因素问题，包括温度、应变速率、材料性能等多个因素的综合作用。
其次，研究材料流动需要采用精确的实验方法和测量手段，对材料的微观结构和变形行为进行细致观察和分析。
三、材料流动行为的实验研究方法1. 等温拉伸试验等温拉伸试验是研究材料流动行为的常用方法之一。
通过在等温条件下对材料进行拉伸，测量应力-应变曲线以及材料的屈服强度、延伸率等力学性能指标，从而分析材料的流动特性和变形机制。
2. 金属流变曲线测试金属流变曲线测试是通过控制应变速率和温度，测量材料的应力-应变关系，进而分析材料的变形行为和流变特性。
通过改变应变速率和温度，可以绘制出金属材料的流变曲线，从而了解材料在不同条件下的流动行为。
3. 金属内部结构观察通过金属内部结构的观察，可以了解材料的晶粒结构和组织特征对材料流动行为的影响。
航空铝合金锻造及常见缺陷分析
航空铝合金锻造及常见缺陷分析摘要：本文介绍了当前的锻造领域，并详细介绍了属于精密锻造型的航空铝合金型材在锻造生产中的两种新技术应用，即等温锻造和冷锻。
它的关键包括这两个生产过程的基本知识、优缺点、机械设备和模具的规定以及它们各自的发展趋势。
最后要强调的是，在现阶段，我国必须积极发展等温锻造和冷锻技术，提高我国航空航天、公路运输和汽车工业的整体水平。
关键词：航空；铝合金；锻造；缺陷锻造生产不仅可以得到精密的机械零件，而且可以改善内部结构，改善机械性能，并且是向各个行业供应机械零件的主要方法之一。
根据锻造方法制造具有高物理性能要求的机械零件，航空铝合金的锻造零件净重为80%，重型储罐的锻造零件净重为70%，车辆的锻造零件净重为60%。
在电力工业中，水轮发电机组的主轴轴承、涡轮增压离心式叶轮、电动机转子和护环均通过锻造制成。
因此，锻件的生产和制造在工业生产和加工中具有非常关键的影响。
一、航空铝合金锻造行业背景航空铝合金在航空航天工业中应用特别广泛，对于生产承受交变载荷和集中载荷的飞机场和汽车发动机的重要零件至关重要，其中这些零件主要包括：汽车发动机起落架、连接器、框架、承重梁、环、盘、轴、叶片等。
应用的金属复合材料主要是航空铝合金型材、航空铝合金、耐热合金和极高抗压强度的合金工具钢。
锻造件的净重约占整个机身净重的20％至35％，占发动机结构净重的30％至45％，这是决策特性、稳定性的关键要素之一，因此，所有发达国家都非常重视航空锻造技术的发展和各种先进大中型锻造机械地引进。
目前，全世界每年可生产超过500万吨的锻件，航空铝合金模锻件的生产能力超过30万吨/年，随着科学技术的进步和国民经济的发展，对材料的要求越来越高，航空铝合金锻件被迫向大型一体化、高强度、高韧性和复杂的方向发展。
这种需求也促进了中型和大型锻造压力机的发展。
在美国，有五台悬挂式颚式压力机，压力超过300MN，其中包括两个中等压力，即450MN。
5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究
5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究一、绪论1.1 研究意义及背景1.2 盒形件等温锻造的发展现状1.3 研究目的和内容二、5A06铝合金的特性和适用性分析2.1 5A06铝合金的主要特性2.2 5A06铝合金的适用性及优势2.3 5A06铝合金在复杂盒形件制造中的应用三、等温锻造工艺的原理及流程3.1 等温锻造工艺的基本原理3.2 等温锻造工艺的流程3.3 盒形件等温锻造中的关键工艺参数四、实验方法及结果分析4.1 实验材料及处理4.2 实验方法及流程4.3 实验结果分析和讨论五、等温锻造对盒形件性能的影响5.1 盒形件等温锻造后的金相组织和显微结构5.2 盒形件等温锻造后的力学性能测试5.3 盒形件等温锻造后的尺寸精度控制六、总结与展望6.1 主要研究结果和贡献6.2 存在的问题和改进方向6.3 发展前景和未来研究方向一、绪论1.1 研究意义及背景随着科技的发展和工业制造的进步，在众多产品中，特别是高要求的机械零部件领域，铝合金复杂结构件的应用越来越广泛。
5A06铝合金是一种高强度、韧性、耐腐蚀、焊接性能好的铝合金，具有良好的力学性能，广泛应用于各种机械结构、飞行器和船舶等领域。
铝合金材料具有轻质、高强度、易加工等优点，因此广泛应用。
但铝合金材料制造复杂形状的零件是一项挑战。
在工业界，制造复杂形状的铝合金零件，通常采用数控加工、对角线铆接和扩张加工等传统的加工方法。
但这些方法不仅需要高精密度的设备，而且造价高，效率低。
因此，需要寻找一种高效、低成本的加工方法，以加速和简化制造复杂形状零件的工艺流程。
因此，对于现有铝合金复杂部件加工工艺的研究和优化具有极其重要的意义。
等温锻造是一种先进的复杂铝合金结构件加工技术，具有独特的制造流程和显著的效率提高。
本文将探索5A06铝合金复杂盒形件等温锻造的工艺，为制造高质量、高精度的零件提供技术支持和依据。
1.2 盒形件等温锻造的发展现状等温锻造是铝合金复杂结构件加工的一种重要技术。
钛合金等温锻造模具设计
目录1 绪论 (2)1.1 什么是等温锻造 (2)1.2 钛合金等温锻造技术的国内外现状和差距 (3)1.2.1 国外等温锻技术的应用 (3)1.2.2 国内等温锻技术的应用 (4)1.3 钛合金产品及其性能组织简介 (4)1.4 总结 (8)2 等温锻造工艺分析及过程 (8)2.1 钛合金（TC4）零件等温锻造的工艺性分析 (8)2.2 钛合金等温锻造特点 (11)2.3 工艺方案及参数的选择计算............................ 错误！未定义书签。
2.3.1 温度和应变速率..................................... 错误！未定义书签。
2.3.2 等温锻造变形力的计算及设备吨位的的选择............. 错误！未定义书签。
2.5 锻造过程中常见的缺陷和对策........................... 错误！未定义书签。
2.6 锻件的冷却方法....................................... 错误！未定义书签。
2.7 锻件的冷却规范...................................... 错误！未定义书签。
2.8 锻件的表面清理....................................... 错误！未定义书签。
3 等温锻造模具及加热炉设计 (13)3.1 模具设计总体分析 (13)3.1.1 模具结构分析 (13)3.1.2模具制造 (14)3.2 锻件及坏料的设计 (14)3.2.2 制定零件锻件图 (14)3.2.3 锻坯设计.......................................... 错误！未定义书签。
3.2.4 材料利用率的计算.................................. 错误！未定义书签。
3.3 上模、下模及模套的设计.............................. 错误！未定义书签。
等温锻造
类别 常规锻造 等温锻造 模具温度/℃ 480 954 加压速度 /(mm/s) 76.2 0.42 变形抗力 /MPa 492.1 140.6
（4）等温锻造与热模锻造的区别 等温锻造与热模锻造的原理相似。 热模锻造是等温锻造的前期工艺方法。它是将 锻模加热到比变形坯料始锻温度低110～225℃ 的范围内。 由于减小了坯料与模具之间的温差，坯料的冷 却速度降低，特别是坯料表面温度不会过低，提 高了坯料的塑性，降低了坯料的变形抗力。 但热模锻造过程中，坯料温度不是恒定的，随 变形的进行，温度逐渐降低。
2.对润滑剂的要求 在整个锻造过程中，能在模具和毛坯间形成连 续的润滑膜，并具有低的摩擦系数； 对毛坯表面具有防护作用，防止氧化或吸收其 它气体； 兼有脱模剂作用； 不应与毛坯和模具发生化学反应； 易涂复和去除； 无毒、非易燃、非稀缺。
3.等温锻造与超塑性锻造的润滑剂 按温度区间划分： 280℃以下，用硅油或硅橡胶，成形表面光滑， 润滑剂效果好，无残留物； 280～430℃，用MoS2或MoS2钙基脂，可形成 薄而均匀的润滑层； 亚中温（600～720℃）、中温（700～900℃）、 高温区（800～1000℃），采用软化点不同的玻 璃润滑剂。
带顶出装置：制件常采用下顶出装置脱模，顶 出装置应具有足够的顶出行程与顶出力。 有控温系统：工作部分的加热温度控制是必需 的。 值得注意的是 ，等温锻造与超塑性锻造可以 使变形力降低1～2个数量级，可选用吨位较小的 液压机。
变形力计算： 常用经验公式，估算变形力：
P = p ⋅ F / 1000
式中： P－－变形力（kN）； F－－锻件的总变形面积（mm2）； p－－单位变形力（MPa）， 是流动应力的2～4倍， 闭式模锻、薄腹板模锻取上限； 开式模锻取下限。
等温锻造用模具材料的国内外研究发展状况
工艺设计
钛合金等温锻造技术的工艺设计包括锻造温度、压力和时间等方面的选择和优 化。锻造温度是影响钛合金塑性变形和组织结构的关键因素。一般来说，钛合 金的锻造温度范围为900℃~1100℃。在压力方面，等温锻造过程中应选择合 适的压力，以保证钛合金的充分变形和模具的寿命。此外，锻造时间也是影响 钛合金等温锻造效果的重要因素。
未来，国内等温锻造用模具材料的研究发展需以下几个方面。首先，提高材料 的基础研究水平，深入了解材料的性能与微观结构之间的关系，为材料的优化 设计提供理论支撑。其次，加强与国际先进国家的交流与合作，引进和发展先 进的材料制备技术和管理经验。此外，提高企业对模具材料研发和生产的投入 力度，加强产学研合作，推动科技成果转化。
等温锻造用模具材料的国内外研究发展 状况
目录
01 一、国外研究发展状 况
02
二、国内研究发展状 况
03 三、关键技术探讨
04 四、应用前景展望
05 五、结论
06 参考内容
等温锻造是一种先进的金属成形工艺，能够在恒温下实现金属材料的塑性成形。 等温锻造用模具材料作为关键组成部分，对于提高模具的使用寿命和锻造效率 具有重要意义。本次演示将介绍等温锻造用模具材料的国内外研究发展状况， 以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
随着科技的不断发展，对高品质模具用钢的需求将不断增加。特别是在新能源 汽车、智能家居、5G通信等领域，对高品质的模具用钢的需求尤为迫切。因此， 未来模具用钢市场将面临巨大的发展机遇。随着绿色制造和智能制造的推广， 模具用钢产业也将不断进行技术和设备的升级改造，以适应新的市场需求和发 展趋势。
总之，国内外模具用钢市场均具 有广阔的发展前景。
锻造时间过短可能导致钛合金变形不充分，而锻造时间过长则可能导致钛合金 出现过热现象。因此，针对不同的钛合金和零件形状，工艺设计需要进行充分 的试验和优化。
等温锻造技术
等温锻造技术简介等温锻造技术是一种先进的金属加工技术，通过控制金属材料的温度和变形参数，实现对金属材料的精密成形和改善材料性能的目的。
等温锻造技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广泛的应用前景。
工艺原理等温锻造技术的核心原理是在金属材料的等温区进行锻造，即在一定温度范围内保持金属材料的温度稳定。
通过等温锻造，可以使金属材料在锻造过程中保持一定的塑性，减少应力和变形速率对材料的影响，从而获得更好的成形效果。
工艺流程等温锻造技术的工艺流程主要包括以下几个步骤：1.材料预热：将金属材料加热至等温区的温度范围，并保持一定时间，使材料温度均匀。
2.锻造模具准备：准备好适合等温锻造的模具，包括上下模具和顶杆等。
3.材料装料：将预热好的金属材料放入锻造模具中，并确保材料的位置和摆放方式正确。
4.锻造过程：通过控制锻造机械的动作，施加适当的力和变形速率，使金属材料在等温区内进行变形。
5.冷却退火：在锻造完成后，对金属材料进行冷却退火处理，使材料的组织结构得到稳定和调整。
6.后续处理：根据需要，对锻造后的金属材料进行进一步的加工和处理，例如热处理、表面处理等。
技术优势等温锻造技术相比传统的锻造技术具有以下几个优势：1.提高材料性能：通过等温锻造，可以使金属材料的晶粒细化、均匀化，提高材料的强度、硬度和耐磨性等性能。
2.减少变形应力：等温锻造过程中，材料保持一定的塑性，减少应力和变形速率对材料的影响，降低变形应力，减少材料的变形和缺陷。
3.改善成形效果：等温锻造可以在保持材料塑性的同时，实现更精确的成形，获得更高的尺寸精度和表面质量。
4.扩大材料选择范围：等温锻造技术适用于多种金属材料，包括高温合金、钢、铝合金等，具有较大的材料选择范围。
应用领域等温锻造技术在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.航空航天领域：等温锻造可以制备高温合金的复杂零件，提高发动机和航空部件的性能和可靠性。
2.汽车制造领域：等温锻造可以制造汽车发动机的关键部件，如曲轴、连杆等，提高汽车发动机的功率和燃油效率。
2A14铝合金等温模锻成型技术_陈利华
２ Ａ １ ４ 铝合金等温模锻成型技术
陈利华 ， 毕泗元 ， 王延龙 ， 王长顺 ， 王思涛 ， 刘 彬， 陈 超
（ ） 北京北方车辆集团有限公司 工艺技术中心 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ２
摘 要： 采用 ２ 研究模具设计 、 材料规格 、 锻造温度和热处理等工艺参 Ａ １ ４ 铝合金等温模锻成型轮毂 ， 数对合金力学性能及组织的影响 ， 并 与 普 通 锻 造 的 力 学 性 能 及 组 织 进 行 了 对 比 。２ Ａ １ ４铝合金等温锻造 力学性能得到了显著提高； 此 外， 采用 该 工 艺 锻 造 出 的 轮 毂， 具 态下的组织比普通锻造的组织明显 细 化 ， 有尺寸精度高 、 工艺稳定 、 成型快速 、 材料利用率高和生产效率高等优点， 具有极高的工程价值和发展前 景。 关键词 ： 锻造温度 ； 热处理 ； 金相组织 ； 力学性能 中图分类号 ： Ｖ ２ ６ １． ３ 文献标志码 ： Ｂ Ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｏ ｆ ２ Ａ １ ４ Ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｉ ｕ ｍ Ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｇ ｇ ｇ ｙ ｙ
表 ２ 轮毂热处理工艺
序号 １ ２ 工步 固溶 时效 制度 （ ）℃×２． ５ ０ ０±５ ５ｈ → 水淬 （ １ ６ ０±５）℃ ×１ ２ｈ → 空冷 条件 淬 ０～６ ０ ℃， 淬 火 水 温 １ 火转移时间应 ＜３ ０ｓ 固溶 处 理 和 人 工 时 数 的 时间间隔应 ＜６ｈ
无过 ２）显 微 组 织 要 求 。 显 微 组 织 细 小 致 密 、 烧， 符合标准要求 。 ）表面质量 。 成型的轮毂锻件毛坯表面及加工 ３ 部位不允许有裂纹 、 冷隔 、 折叠及超出标准范围的夹 气孔 、 缩松等缺陷 。 表面质量检测方法采用目视 渣、 —９ 法进行检验 ， 应符合 Ｇ 类锻件的规定 。 Ｊ Ｂ ２ ３ ５ １ ５Ⅰ
等温锻造
等温锻造等温锻造，简称等温锻，是模具加热到坯料变形温度并以低应变速率变形的模锻。
等温锻造技术自20世纪70年代开始不断成熟，并普遍用于航空与航天飞行器重要结构零件的制造中，取得了非常明显的技术经济效益。
1 工作原理等温锻造与常规锻造不同，在于它解决了毛坏与模具之间的温度差影响，使热毛坯在被加热到锻造温度的恒温模具中，以较低的应变速率成形。
从而解决了在常规锻造时由于变形金属的表面激冷造成的流动阻力和变形抗力的增加，以及变形金属内部变形不均匀而引起的组织性能的差异。
使得变形抗力降低到常规模锻的1/10-1/5，实现了在现有设备上完成较大锻件的成形，也使复杂程度较高的锻件精锻成形成为可能。
这项技术也是目前国际上实现净成形或近净成形技术的主要方法之—。
等温锻造通常指的是毛坯成形的工艺条件，它不包含毛坏在变形过程产生热效应引起的温升所造成的温差；由于热效应与金属成形时的应变速率有关，所以在考虑到这一影响时，一般在等温成形条件下，尽可能选用运动速度低的设备，如液压机等。
为使等温锻用模具易加热、保温和便于使用维护，等温锻装置的一般构造如图1所示。
2 等温锻造的分类从等温锻造技术的研究与发展看，等温锻造可分为三类。
等温精密模锻。
即金属在等温条件下锻造得到小斜度或无图1 等温模锻用模具装置原理图斜度、小余量或无余量的锻件。
这种方法可以生产一些形状复杂、尺寸精度要求一般，受力条件要求较高、外形接近零件形状的结构锻件。
等温超塑性模锻。
即金属不但在等温条件下，而且在极低的变形速率（10-4/s）条件下呈现出异常高的塑性状态，从而使难变形金属获得所需形状和尺寸。
粉末坯等温锻造。
这类工艺方法是以粉末冶金预制坯（通过热等静压或冷等静压）为等温锻原始坯料，在等温超塑条件下，使坯料产生较大变形、压实，从而获得锻件。
这种方法可以改善粉末冶金传统方法制成件的密度低、使用性能不理想等问题。
上述三类等温锻工艺方法，可根据锻件选材和使用性能要求选用。
等温锻造技术
等温锻造技术等温锻造技术是一种常见的金属成形工艺，主要用于加工高温合金和钢材等材料。
该技术通过在等温状态下对金属进行锻造，能够使金属材料在保持均匀温度的同时得到良好的变形能力和显著的组织改善，从而获得优异的力学性能和工艺性能。
等温锻造技术的主要特点是在加工过程中保持金属材料处于恒定的温度条件下进行锻造。
与传统的冷态或热态锻造相比，等温锻造技术具有以下优点：等温锻造技术能够有效提高金属材料的变形能力。
由于等温锻造过程中金属材料处于高温状态，其塑性和可变形性得到显著提高。
相对于冷态锻造，等温锻造能够在相同的力量作用下获得更大的变形量，从而实现更复杂的形状和更细致的结构。
等温锻造技术能够改善金属材料的组织结构。
等温锻造过程中，金属材料的晶粒得以得到再结晶和再结晶析出的机会，从而消除材料中的应力和缺陷，使晶粒得到细化和均匀化。
这种组织改善能够提高材料的强度、韧性和抗疲劳性能，提高材料的使用寿命。
等温锻造技术还具有较好的工艺性能。
等温锻造过程中，金属材料处于高温状态，其流动性较好，容易填充模具和复杂形状的腔体。
与热态锻造相比，等温锻造能够更好地控制金属材料的变形速率和变形量，避免出现变形不均匀和裂纹等缺陷，提高产品的质量和成形效率。
等温锻造技术的应用范围广泛，特别适用于高温合金和钢材等难以加工的材料。
在航空航天、能源、汽车和机械制造等领域，等温锻造技术被广泛应用于制造复杂结构件、高精度零件和高性能材料。
然而，等温锻造技术也存在一些挑战和限制。
首先，等温锻造设备和工艺要求较高，需要具备精确的温度控制和快速的加热和冷却能力。
其次，等温锻造过程中金属材料容易受到氧化和腐蚀，需要采取相应的防护措施。
此外，等温锻造的工艺周期长，成本较高，对设备和人力资源的需求也较高。
等温锻造技术是一种重要的金属成形工艺，能够在保持金属材料均匀温度的条件下实现优异的变形能力和组织改善效果。
在未来的发展中，随着材料科学和工艺技术的进步，等温锻造技术有望在更广泛的领域得到应用，为制造业的发展提供更多的可能性。
恒远中频感应加热设备金属等温锻压技术
恒远中频感应加热设备金属等温锻压技术
设备24小时连续工作，以电磁效应原理，使处于交变磁场中的金属材料内部迅速感应出很大涡流，从而使金属材料升温直到熔化的一种中频感应加热设备，也可穿透非金属材料，对金属材料局部或者全部迅速加热。
国内在这一技术领域长期困扰的实现高频化的技术难题，中频感应加热设备可准确定位频率,频率可视,这是国内任何设计和制造厂家所无法达到的. 实现大容量化,单机功率可达200kW以上. 可靠性高,具有独特的线路设计, 中频感应加热设备采用的功率模块单元构成了系统,即使个别功率模块单元损坏也不会造成设备工作中断,使设备的可靠运行获得了实质性的提高. 节能:与相同功率等级的电子管高频感应加热设备相比,节电50%以上,节水70%以上. 中频感应加热设备输出功率调整方便,反应速度快,控制准确,加热条件可任意选择. 由于全部采用半导体器件,整机寿命长. 故障率低,工作电压低(380V),安全系数高,使用、检查和维修方便. 结构简捷,备件简单,占地面积小、重量轻。
中频感应加热设备工作原理是将380V的工频交流电源输入中频电源柜（中频电源柜内具有过压保护、过流保护、如有过压、过流现象会自动停机报警），在中频电源柜内将工频交流电源整流为单相直流电，再通过逆变成为单相交流中频电压、电流（单相交流中频电压、电流是安全的），中频感应加热设备将单相交流中频电压、电流输入加热器产生感应电对锅炉内的水进行感应加热。
因此本锅炉的加热过程中
水电分离，安全可靠。
钛合金整体叶盘等温锻造技术
的生 产方 法一 类是 将 盘件部 分 和 叶片部 分分 别锻 制， 加工 后 再组 装 而 成 。这 种 方 法 的缺 点 是 由于
根 据 叶片零 件 数 据 ， 出 了 叶片 部 分 的三 维 得
叶片 与盘采 用机 械连 接 ， 使重 量增 加 ， 不利 于提 高
发 动机 的 推 重 比。 还 有 一 类 是 采 用 焊 接 式 连
（Ｂｏｈｎ ｒ ａｓａ ｏ Ｉ ｎ＆Ｓ ｅ Ｃ． Ｌ ． Ｓｅｉ ｔ ｌ ｒ ｃ Ｓａｇａ２０４ ，ｈ ａ ｔ ｌ ｏ ， ｔ ， ｐｃｌ ｅ ａ ｈ，ｈｎｈｉ０９０Ｃ ｉ ） ｅ ｄ ａＳｅＢ ｎ ｎ
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铝合金等温锻造技术的发展
３ ．国外铝合金等温锻造的进展
１６ ，美 国国际商务机器公 司开始 用等温锻造成 ９４年
小 ，可等温模 压出形状 复杂 的且 满足尺寸精度 要求的纵 向摇臂 ，避免 了锻件 的外表 面和 内部 的冶金缺陷 ，质量
当时达到或超过法 国锻件的技术要求。
形零件 ，在 ２ 世纪 ７ ０ ０年代就使用 特种等温锻 造设备和
锻件 的微观组织和综合性能具有 良好的均匀性 和一致性。
（ ） 显著提高金属材料 的塑性 ，毛坯
（） 由于减少或消除了模 具激冷 和材 料应变硬化 的 ３
影响 ，不仅锻造载荷 小，设 备吨位 大大降低 ，而且还有 助于简 化成形过程 ，因此 可以锻造出形状 复杂 的大型结
形方法。在较 高温度条 件下 ，锻件 以较 低的应 变速率变 形 ，因此变形 材料能够充 分再结 晶，从 而可 以大 部分或
全 部 克 服 加工 硬 化 的影 响 。
所示为某型号直升飞机的铝合金 简式绝缘套 。每辆空 中
客车上使用了 １０ 厚铝板 ，大多数巡航导 弹的壳体是用 ８ｔ
优质铝合金铸锻 件制造的。 目前 ，铝材 在 民用 飞机 结构
合金 发 生 过 烧 ，在 ３ ０～４０ 、应 变 速 率 ０ ０５～ ９ ５％ ．０ ００ ｓ 范围内变形较为合适。低应变速率变形 时 ， ． ５ 发生
高温合金 及飞机用大型结构锻件的精密设备和先进技 术。
８ ０年代初期 ，前苏联 系列生产 了等 温锻造专用 液压 机， 如 ２０ 、６０ 、１０ ｔ ４ ０ ｔ ５ ｔ ３ ｔ ６０ 和 ０ ０ 液压机 。这些设 备均 安装 在现俄罗斯有关厂所 院校 ，进行 铝合金叶 片、飞机 结构 件和粉末高温合金 涡轮盘等零件的等温锻造研究 和应用 。 ９ Ｏ年代 ，美 国相继开发了 ５０ ｔ １ ０ ｔ ００ 和 ００ ０ 的液压机 （ 当 时世界上最大的等温锻造液压机 ，如图 ２所示） 。
粉末高温合金超塑性等温锻造技术研究
第27卷 第5期2007年10月 航 空 材 料 学 报JOURNAL OF AERONAUTI CA L MATER I ALSVol 127,No 15 Oc t obe r 2007粉末高温合金超塑性等温锻造技术研究王淑云, 李惠曲, 杨洪涛(北京航空材料研究院,北京100095)摘要:对FG H96合金超塑性及等温锻造工艺进行了研究,结果表明,FG H96合金经晶粒细化处理后,在1020～1100℃,具有良好的超塑性;FG H96合金超塑变形时流变应力比热等静压后直接变形时显著降低,在1050℃以1×10-4s -1进行恒应变速率压缩变形,其流变应力只有60MPa 左右;将FG H96合金超塑性变形应用于大型涡轮盘的等温锻造,使小设备超塑性等温锻造大型涡轮盘锻件成为可能。
关键词:粉末高温合金;超塑性;等温锻造中图分类号:T B 123 文献标识码:A 文章编号:100525053(2007)0520030204收稿日期622;修订日期622作者简介王淑云(—),女,硕士,高级工程师,(2)y 1@11。
高推比、高功重比发动机的发展,对涡轮盘强韧性、疲劳性能、可靠性及耐久性提出了更高的要求。
随着快速凝固雾化预合金粉末和热等静压等先进热工艺技术的兴起,以粉末冶金高温合金涡轮盘为代表的航空发动机热端部件的制造和应用得到迅速发展。
粉末高温合金是为了解决铸锻合金高合金化造成的凝固偏析和变形困难而发展起来的盘件材料,主要用来制造高性能发动机涡轮盘。
与传统铸锻工艺相比,粉末冶金工艺消除了材料的宏观冶金偏析和组织不均匀,把偏析限制在了单个粉末颗粒内。
粉末高温合金具有组织均匀、晶粒细小、屈服强度高、疲劳性能好等优点,成为推重比8以上高性能发动机涡轮盘的首选材料[1]。
FG H96合金是我国继第一代FG H95合金之后正在研制的第二代损伤容限设计的粉末高温合金,使用温度由650℃提高到750℃,强度水平比FG H95合金略有降低,但材料的抗裂纹扩展能力大幅度提高,适合制造推重比10以上的发动机涡轮盘[2]。
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等温锻造技术
等温锻造技术是在传统模锻工艺基础上发展起来的一项新工艺。
与普通模锻技术不同，它是将模具和坯料同时加热到锻造温度，并使坯料在一段温度变化很窄的区间下，完成变形过程。
等温锻造的优点是：
1、极大降低金属的流变抗力，其总压力相当于普通模锻的10-20%。
节省了设备投资和动力消耗。
2、显著提高金属材料的塑性，坯料的流动性好，易充填模具型腔，锻后工件尺寸精度高，机械加工余量小，甚至不用机加工。
3、等温锻造技术能使形状复杂，薄壁高筋的锻件一火成形；而普通模锻技术针对特种难变形合金则需要多火次成形。
4、在等温锻造过程中，由于变形温度均匀，金属能保持较均匀、细小的等轴晶粒组织，因此产品的屈服强度低、低频疲劳及抗应力腐蚀性能高。
5、材料利用率高，等温模锻与普通模锻相比，金属消耗降低50%以上。
一般，等温锻造可分为三类：
1、等温精密模锻。
金属在等温条件下锻造得到小斜度或无斜度、小余量或无余量的锻件。
这种方法可以生产一些形状复杂、尺寸精度要求一般、受力条件要求较高、外形接近零件形状的结构锻件。
2、等温超塑性模锻。
金属不但在等温条件下，而且在极低的变形速率（10-4/s）条件下也呈现高的塑性状态，从而使难变形金属获得所需的冶金组织、形状和尺寸。
3、粉末合金等温锻造。
这类工艺方法是以粉末冶金预制坯为等温锻造原始坯料，在等温超塑性条件下，使坯料产生较大形变，压实坯料，从而得到满足工艺要求的锻件。
等温锻造适合的钢种是：航天、航空工业中的钛合金、高温合金、铝合金和镁合金锻件，以及新材料难变形合金锻件的精密成形。
等温锻造技术既提高了金属材料的利用率，又减小了后续加工余量和加工工时的消耗，具有较高的技术经济效益。