钛合金由于密度小、比强度高、耐侵蚀， ，已被宽泛利用于航天航空领域。。TC4钛合金属于Ti-Al系双相高强钛合金， ，拥有优良的热变形工艺性及良好的力学机能， ，最高工作温度可至500℃,已被大量利用于航空航天发起机等重要部件[1]。。陪伴着新型发起机对推重比要求的提高， ，压气机等叶盘锻件使用盘轴类整体锻件已成为一项重要行动。。本文针对某TC4合金盘轴一体锻件提出一种多火次正挤压工艺。。
1、锻件工艺性分析
TC4钛合金锻件如图1所示。。锻件结构为上盘下轴， ，盘部直径与杆部直径比例达到3,而杆部的长度与盘部的厚度比例约为6.75,为典型的盘轴类锻件。。选取φ300mmx250mm还料挤压成形， ，工艺难点为盘、杆横截面变动大， ，成形过程中金属流动剧烈， ，充型难题。。如若选取分步成形， ，先拔杆部， ，后镦粗头部， ，必然增多火次、引起盘杆部组织机能差距大等问题。。本文提出一种多火次正挤压成形工艺， ，坯料在模具作用下整体变形， ，而阔气的金属可作为杆手下端工艺余料或贮存在盘部， ，保障锻件成形的靠得住性。。
钛合金由于热导率低， ，变形过程中在较大的应变部位易产生部门温升， ，对组织均匀性以及晶粒的发展变动产生不良影响。。出格是锻件成形后期， ，受热互换、热辐射等成分综合影响,锻件表层与心部形成较大梯度的温度场， ，心部温升的成效强烈， ，由此带来的部门金属流动软化， ，易引起低倍组织不均匀， ，高倍组织及机能不合格等问题。。本文利用有限元仿照软件仿照成形过程， ，合理设置变形过程的每火次变形量。。
1.1 锻件火次节制与变形量分配
选取正挤压单火次成形锻件， ，其杆部金属流动距离较长， ，盘部变形量超过90%， ，锻件靠近模具理论的处所温降和变形剧烈， ，易出现低倍组织不均匀、理论扯破、充填差等问题。。对于该锻件， ，可适当增长火次来实现变形， ，而多火次间的加热过程能够抵消上1火次锻件产生的内应力， ，减小晶粒的拉长水平， ，同时也有利于节制变形的均匀性。。
选取有限元分析软件对变形过程进行数值仿照。。仿照参数为:坯料加热温度为相变点下35℃， ，模具加热温度为300℃,压下速度为2mm/s,剪切摩擦因数选择0.3,热互换系数选择8000W/(m2.K)[2]。。锻件成形的总步长为185mm,通过反复仿照推算， ，共设置3个火次， ，选择第1火的压抑行程为135mm,第2火为35mm,第3火为15mm,对应的应变领域如图2所示。。第1火重要产生镦粗变形， ，等效应变在0.37?1.11之间， ，第2、3火等效应变沿锻件外形散布， ，等效应变领域在0.3?0.7之间， ，第3火时， ，工件对应部位的等效应变在0.5左右。。
1.2 变形速度、加热温度对组织的影响分析
变形速度对TC4合金锻件的影响重要体此刻晶粒的变动和工艺窗口两个方面。。在锻件成形过程中， ，变形速度过快， ，大变形区域的变形热不易消散， ，带来的部门温升易导致临界切变应力的降低以及原子能的提高， ，推进晶界加快滑移， ，引起晶粒异常长大， ，组织不均匀；而变形速度过慢， ，则会导致总变形功夫变长， ，在热辐射、模具的热互换等成分综合作用下， ，锻件整体温度降低， ，引起初生球状《相的比例过高、工艺窗口变小等问题[3]。。综合思考选择2mm/s的速度进行锻件变形。。
加热过程中， ，已经拉长变扁的晶；岢ご蠡虮幌嗔诘木Я９椴， ，而加热温度距相变点过近， ，则会造成α相体积分数的减小， ，晶粒的过度粗化等， ，加热温度过低则会造成变形抗力增大， ，晶粒细化等问题， ，综合思考选择该锻件的加热温度为相变点(995℃)下25?40℃的温度区间。？？Ｋ伎嫉絋C4合金淬透性较好， ，而锻件自身的热容量不大， ，锻后选择空冷来冷却。。
2、试制了局及分析
2.1 锻件及显微组织
由图3、4可知， ，锻件各个部位初生的球状α相体积分数大体相称， ，为35%?40%， ，α相的体积分数重要由变形温度和变形量决定， ，注明铸造温度的设定及变形量节制根基合理， ，其中1号地位， ，初生α相尺寸为15?20pm,次生的条状基体较为致密， ，这是由于该部位在最后一个火次中， ，应变约为0.75,且该部位有效厚度较小， ，冷却速度较快导致的。。其余遍地的球状α相再结晶均较好， ，尺寸为30?40|xm,次生的条状基体状态一致性较好， ，批注锻件成形过程均匀性较好， ，也验证了锻件成形应变领域的合理性。。
2.2 力学机能
按图3(b)取样地位取样并进行加工， ，拉伸试样直径测试了局见表1。。
锻件力学机能了局批注， ，锻件的室温机能及髙温机能均能满足技术要求， ，其中盘部强度较杆部的略高。。
3、结论
(l)试制了局批注， ，通过三火陆续正挤压工艺能够得到切合技术要求尺度要求的TC4合金盘轴一体锻件。。
(2)使用数值仿照技术能够对火次间的应变量进行优化配置， ，每个火次中应变量的节制领域在0.3?0.7之间。。
参考文件：
[1]《中国航空资料手册》编纂委员会.中国航空资料手册[M].北京：中国尺度出版社， ，2001.
[2]史廷春， ，陈森灿.TC4高温铸造本构模型的尝试钻研[J].锻压技术， ，1999⑶：1-7.
[3]吕炎.锻件组织机能节制[M].北京：国防工业出版社， ，1988.
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