本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種航空用ph13-8mo零件的加工方法。

　　背景技術(shù)：

　　ph13-8mo（0cr13ni8mo2al）不銹鋼具有高的強(qiáng)度，還具有良好的斷裂韌性和良好的橫向力學(xué)性能，并能在海洋、油氣環(huán)境中具備優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕性能。由于該牌號鋼良好的綜合性能，已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)關(guān)鍵受力的框、梁及工作環(huán)境惡劣的油箱等部位。

　　為獲得最佳的金屬流線分布和消除原材料中的鑄造缺陷，航空用ph13-8mo零件使用ph13-8mo鍛件作為原材料進(jìn)行加工。為使ph13-8mo達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的力學(xué)性能，ph13-8mo鍛件需經(jīng)過一系列熱處理，其工序為：固溶-冷處理-人工時效。固溶工序中，材料經(jīng)由925℃快速冷卻至室溫；冷處理則是將鍛件置于0℃環(huán)境中保溫數(shù)小時后取出；最后經(jīng)500~540℃下時效，使材料發(fā)生沉淀硬化，即可獲得高強(qiáng)度、高斷裂韌性的綜合力學(xué)性能。

　　隨著飛機(jī)零件設(shè)計整體化、大型化，航空零件的尺寸、精度要求高不斷提高，零件長度可達(dá)兩米以上，零件又以厚度為1~5mm的薄壁、筋條為主，同時零件翹曲要控制在0.1mm以內(nèi)。如果以零件狀態(tài)進(jìn)行熱處理，在固溶、時效過程中由于零件自身形狀的復(fù)雜性，會導(dǎo)致加熱、冷卻過程中溫度場分布不均，從而使零件產(chǎn)生嚴(yán)重的變形，無法滿足零件的幾何尺寸要求。因此，現(xiàn)有的ph13-8mo航空零件在機(jī)械加工（冷加工）過程中不再進(jìn)行熱處理，而是在鍛件狀態(tài)進(jìn)行固溶+冷處理+人工時效。由于加工余量（10mm以上）的存在，可在后續(xù)機(jī)加工過程中修正鍛件在熱處理過程中產(chǎn)生的變形，從而在獲取材料性能的前提下確保零件尺寸精度。但是，固溶+冷處理+人工時效后的材料硬度高達(dá)45hrc，機(jī)械加工極其困難，造成刀具磨損大，加工效率低。

　　技術(shù)實現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的在于提供一種針對航空用ph13-8mo零件的加工方法，該方法能夠降低航空用ph13-8mo零件的綜合加工成本，提高加工效率，同時保證材料具有足夠的性能，并保證航空用ph13-8mo零件的加工精度。

　　本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種航空用ph13-8mo零件的加工方法，包括以下步驟：

　　（1）ph13-8mo棒材經(jīng)下料、制坯，并經(jīng)過至少一次模鍛、切邊后形成一定形狀的鍛件，并在600~760℃退火，消除鍛造過程中的殘余應(yīng)力；

　?。?）對鍛件進(jìn)行固溶處理；

　?。?）接著對鍛件進(jìn)行冷處理；

　　（4）冷處理完成后，對鍛件進(jìn)行粗加工，初步形成毛坯零件；

　?。?）對制成的毛坯零件進(jìn)行人工時效處理；

　?。?）最后對毛坯零件進(jìn)行精加工，制成航空用ph13-8mo零件成品。

　　本技術(shù)方案通過在鍛件粗加工工序后設(shè)置人工時效工序，改變傳統(tǒng)的熱處理、冷加工過程完全獨立的工藝方法，選擇在ph13-8mo材料硬度較低的熱處理狀態(tài)下進(jìn)行粗加工，完成大部分材料的去除；然后在精加工前，確保有足夠加工余量的狀態(tài)下進(jìn)行人工時效處理，從而獲得材料的綜合力學(xué)性能；最后經(jīng)過精加工修正零件變形確保零件幾何尺寸精度。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，在所述步驟（1）中，模鍛的次數(shù)模鍛的次數(shù)視所需加工零件的復(fù)雜程度而定，一般為一次或兩次，二次模鍛時，需要對第一次模鍛的鍛件進(jìn)行切邊或清理后，才能進(jìn)行第二次模鍛。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（2）中，對鍛件進(jìn)行固溶處理過程為，將鍛件加熱至800~1000℃，并保溫150~1800分鐘，再對其加熱升溫5~45℃，并保溫50~90分鐘，冷卻至室溫。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（2）中，先將鍛件加熱至900±10℃℃，并保溫180±15分鐘，再升溫至925±10℃，并保溫60±6min分鐘，使用冷卻油冷卻至室溫，冷卻時間不少于45分鐘。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（3）中，對鍛件進(jìn)行冷處理的過程為，將鍛件降溫至-50~20℃，并保溫60~1200分鐘，然后置于外部環(huán)境內(nèi)，待其溫度至室溫。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（3）中，通過人工控制溫度冷卻，將鍛件降溫至0±5℃，并保溫0±5℃分鐘，然后置于外部環(huán)境內(nèi)，待其溫度至室溫，，實現(xiàn)ph13-8mo材料的固溶體穩(wěn)定化，避免沉淀相的析出。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（4）中，鍛件的粗加工需要將鍛件外層通過銑刀銑去至少5mm，并根據(jù)零件外形保留至少5mm的加工余量，對其進(jìn)行超聲波探傷后，保證零件外形保留4mm的加工余量。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（5）中，對毛坯零件的人工時效處理過程為，加熱毛坯零件至500~540℃，并保溫30~2400分鐘，再升溫至540±5℃，保溫120~300分鐘，置于室溫環(huán)境內(nèi)，利用空氣自然冷卻。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（5）中，毛坯零件通過人工加熱的方式實現(xiàn)沉淀硬化，加熱毛坯零件至500±5℃，并保溫60±6分鐘，再升溫至540±5℃，保溫240±15分鐘，置于室溫環(huán)境內(nèi)，利用空氣自然冷卻。

　　為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述步驟（6）中，對毛坯零件精加工過程為，先半精銑內(nèi)外型，自然時效，再根據(jù)變形量墊平基準(zhǔn)面，精銑基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔，精銑內(nèi)外形，制成零件成品。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

　?。?）本發(fā)明通過將人工時效工序設(shè)置在機(jī)械加工（過程中，在鍛件粗加工完成后再進(jìn)行人工時效（沉淀硬化），從而提高了機(jī)械加工的效率，降低了刀具磨損；

　?。?）本發(fā)明采用“冷熱結(jié)合”工藝方案，零件在固溶狀態(tài)下粗加工，在較低的硬度下完成大部分材料的去除工作，此時材料硬度為38hrc（時效后的材料硬度大于45hrc），切削速度可提高15%，刀具損耗量可降低10~20%；

　?。?）本發(fā)明在粗加工后鍛件等效厚度降低，可有效減少后續(xù)人工時效時的加熱時間和能耗，還可以對粗加工過程中釋放的變形進(jìn)行熱校正，并消除一部分加工應(yīng)力，從而進(jìn)一步降低零件精加工時的變形量，適宜廣泛應(yīng)用于航空零件制造過程中。

　　附圖說明

　　通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點將會變得更為明顯：

　　圖1為本發(fā)明所述加工方法的具體工藝流程示意圖。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

　　為使本發(fā)明的目的、工藝條件及優(yōu)點作用更加清楚明白，結(jié)合以下實施實例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，此處所描述的具體實施實例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

　　實施例1：

　　本實施例的具體流程，如圖1所示，包括以下步驟：

　?。?）ph13-8mo棒材經(jīng)下料、制坯，并經(jīng)過至少一次模鍛、切邊后形成一定形狀的鍛件，并在600~760℃退火，消除鍛造過程中的殘余應(yīng)力；

　?。?）對鍛件進(jìn)行固溶處理；

　?。?）接著對鍛件進(jìn)行冷處理；

　?。?）冷處理完成后，對鍛件進(jìn)行粗加工，初步形成毛坯零件；

　　（5）對制成的毛坯零件進(jìn)行人工時效處理；

　?。?）最后對毛坯零件進(jìn)行精加工，制成航空用ph13-8mo零件成品。

　　實施例2：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定在所述步驟（1）中，模鍛的次數(shù)為一次或兩次，模鍛的次數(shù)視零件的復(fù)雜程度而定，如圖1所示，二次模鍛時，需要對第一次模鍛的鍛件進(jìn)行切邊或清理后，才能進(jìn)行第二次模鍛。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例3：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（2）中，對鍛件進(jìn)行固溶處理過程為，將鍛件加熱至800~1000℃，并保溫150~1800分鐘，再對其加熱升溫5~45℃，并保溫50~90分鐘，冷卻至室溫。實現(xiàn)ph13-8mo材料的固溶體穩(wěn)定化，避免沉淀相的析出。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例4：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（2）中，先將鍛件加熱至900±10℃℃，并保溫180±15分鐘，再升溫至925±10℃，并保溫60±6min分鐘，使用冷卻油冷卻至室溫，冷卻時間不少于45分鐘。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例5：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（3）中，對鍛件進(jìn)行冷處理的過程為，將鍛件降溫至-50~20℃，并保溫60~1200分鐘，然后置于外部環(huán)境內(nèi)，待其溫度至室溫。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例6：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（3）中，通過人工控制溫度冷卻，將鍛件降溫至0±5℃，并保溫0±5℃分鐘，然后置于外部環(huán)境內(nèi)，待其溫度至室溫，，實現(xiàn)ph13-8mo材料的固溶體穩(wěn)定化，避免沉淀相的析出。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例7：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（4）中，鍛件的粗加工需要將鍛件外層通過銑刀銑去至少5mm，在ph13-8mo材料沉淀硬化前實現(xiàn)大部分材料的去除，并根據(jù)零件外形保留至少5mm的加工余量，對其進(jìn)行超聲波探傷后，保證零件外形保留4mm的加工余量。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例8：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（5）中，對毛坯零件的人工時效處理過程為，零件通過人工加熱的方式實現(xiàn)沉淀硬化，加熱毛坯零件至500~540℃，并保溫30~2400分鐘，再升溫至540±5℃，保溫120~300分鐘，置于室溫環(huán)境內(nèi)，利用空氣自然冷卻。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例9：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（5）中，毛坯零件通過人工加熱的方式實現(xiàn)沉淀硬化，加熱毛坯零件至500±5℃，并保溫60±6分鐘，再升溫至540±5℃，保溫240±15分鐘，置于室溫環(huán)境內(nèi)，利用空氣自然冷卻。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

　　實施例10：

　　本市實施例在上述實施例的基礎(chǔ)，進(jìn)一步限定所述步驟（6）中，對毛坯零件精加工過程為，具體實施過程中，根據(jù)零件復(fù)雜程度確定是否進(jìn)行半精加工、自然時效，如圖1所示，如果需要半精加工，則先半精銑內(nèi)外型，自然時效，再根據(jù)變形量墊平基準(zhǔn)面，精銑基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)孔，精銑內(nèi)外形，制成零件成品。在ph13-8mo材料沉淀硬化后只需進(jìn)行少量機(jī)械加工，即可獲得滿足設(shè)計幾何尺寸精度的要求的零件。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。