[發(fā)明專利]一種高筒形鋁合金鍛件的鍛造成型工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410573288.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN104438419A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許亮;李湘軍;王駿;劉智;劉其源;陳翠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫市派克重型鑄鍛有限公司
• 主分類號(hào): B21C37/00
• 分類號(hào): B21C37/00;B21H1/06;B21J5/08
• 代理公司: 無錫華源專利事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 孫力堅(jiān)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鍛造工藝，尤其涉及一種高筒形鋁合金（2A14）鍛件的鍛造成型工藝。

背景技術(shù)

?????鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。目前對(duì)于高筒形鋁合金鍛件的鍛造過程中，由于鋁合金在加熱過程中存在變形溫度范圍窄、對(duì)變形溫度和變形速度敏感、摩擦系數(shù)大和流動(dòng)性差、不均勻變形會(huì)引起局部粗晶、以及鍛件粘模等情況，并且該高筒形鋁合金鍛件的高度為900mm，因此在鍛造過程中?易產(chǎn)生臨界變形，在鍛造過程中容易產(chǎn)生臨界變形，軋環(huán)過程中可能會(huì)引起失穩(wěn)、橢圓變形，熱處理工序中環(huán)件容易變形，熱處理后成品組織不均勻以及性能各向異性大等問題，大大提高了鋁合金鍛件的生產(chǎn)難度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種高筒形鋁合金鍛件的鍛造成型工藝，有效提高了高筒形鋁合金鍛件的成型性及力學(xué)性能，大大降低了生產(chǎn)難度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高筒形鋁合金鍛件的鍛造成型工藝，包括以下步驟：

第一步：下料：使用鑄鋁棒為坯料；

第二步：鍛前加熱：第一加熱階段：將坯料放置在加熱爐中，使坯料溫度升溫至不大于300℃；第二加熱階段：從所述第一加熱階段的終點(diǎn)溫度繼續(xù)對(duì)鋼坯升溫至470℃±5℃，保溫22-28h；

第三步：制坯：第一階段：采用十字鐓拔法將加熱所得坯料鐓拔形成圓餅件；第二階段：對(duì)所述圓餅件進(jìn)行沖孔形成帶有內(nèi)孔的環(huán)坯；

第四步：第一次回爐加熱：將所述環(huán)坯重新放入加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱，使帶孔坯料的溫度達(dá)到470℃±5℃，保溫5-7h；

第五步：擴(kuò)孔：對(duì)所述環(huán)坯采用自由鍛馬架擴(kuò)孔制備輾環(huán)環(huán)坯；

第六步：第二次回爐加熱：將所述輾環(huán)環(huán)坯重新放入加熱爐內(nèi)進(jìn)行加熱至470℃±5℃，保溫2-3h；

第七步：輾環(huán)：采用輾環(huán)機(jī)對(duì)所述輾環(huán)環(huán)坯進(jìn)行輾制形成鋁合金鍛件，輾環(huán)機(jī)徑向進(jìn)給速率為0.6～0.7mm/s，輾環(huán)過程中所述鋁合金鍛件的表面不斷刷有潤滑劑；

第八步：將第九步所得鋁合金鍛件空冷至室溫；

第九步：熱處理：第一階段：將溫度為室溫的鋁合金鍛件加熱至500℃±5℃，保溫5-7h后進(jìn)行固溶熱處理；第二階段：通過臥式輾環(huán)機(jī)對(duì)固溶后的鋁合金鍛件冷環(huán)軋，最后完成人工時(shí)效熱處理；

第十步：機(jī)加工至要求尺寸。

其進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

第三步第一階段所述十字鐓粗法的具體鐓粗方式如下：首先沿Z軸將坯料鐓粗形成圓盤，然后沿X軸將圓盤拔長形成長方形坯料，再將長方形坯料沿X軸鐓粗形成正方形坯料，將正方形坯料沿Z軸再次拔長形成長方形坯料，然后對(duì)所述長方形坯料沿Z軸鐓粗形成圓餅件；

第三步第二階段所述沖孔的具體沖制過程如下：首先利用沖子對(duì)圓餅件沖出沉孔，所述沉孔的深度為20-50mm，然后在所述沉孔的內(nèi)壁均勻刷上潤滑劑，最后通過沖子對(duì)所述沉孔繼續(xù)沖制，使所述沉孔形成通孔，所述沉孔的直徑小于所述通孔的直徑；

第五步所述自由鍛馬架擴(kuò)孔采用不同直徑的芯軸分二次擴(kuò)孔，第一次擴(kuò)孔用芯軸的直徑小于第二次擴(kuò)孔用芯軸的直徑；

第九步第一階段固溶熱處理的具體過程如下：將鋁合金鍛件放入水溫為60～70℃的水中固溶，使鋁合金鍛件固溶后的溫度為60～70℃；

第九步第二階段中輾環(huán)機(jī)對(duì)鋁合金鍛件冷環(huán)軋時(shí)，鋁合金鍛件的內(nèi)徑變形量為0%～0.3%，人工時(shí)效熱處理的溫度為150～160℃；

所述潤滑劑由石墨與豬油混合制成。

本發(fā)明的有益效果如下：

（1）本發(fā)明方法在制坯時(shí)采用十字鐓拔法，一方面可以使鋁合金坯料充分變形，使鑄態(tài)組織變成鍛造組織，另外利用十字鐓拔法可以減小鋁合金環(huán)件性能的各向異性，增加鋁合金環(huán)件徑向延伸率。

（2）本發(fā)明方法在沖孔時(shí)首先利用沖子沖制一個(gè)沉孔，通過在沉孔內(nèi)壁均勻噴涂潤滑劑后在沖制通孔，有效防止在沖孔過程時(shí)拉傷內(nèi)孔。

（3）本發(fā)明方法利用馬架擴(kuò)孔并采用不同直徑的芯軸分二次沖孔能有效防止環(huán)坯內(nèi)壁留有較深的錘印。

（4）通過改變輾環(huán)時(shí)輾環(huán)機(jī)的進(jìn)給速率，一方面可以防止鋁合金鍛件過熱，另外還能防止鋁合金鍛件的端面起皮和凹槽，另外對(duì)鋁合金鍛件的熱處理不僅增加了鍛件強(qiáng)度，另外鋁合金鍛件在該熱處理溫度下析出的強(qiáng)話相更加細(xì)小彌散分布，減小了鋁合金鍛件的參與應(yīng)力，防止后續(xù)機(jī)加工變形。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中鍛前加熱的溫度曲線示意圖。