[發明專利]一種超大規格鋁合金鑄錠的鍛造開坯工藝方法

有效

• 申請號: 201510607531.1
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN106541064B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 張文學;徐坤和;張國方;劉東;王恒強;丁鵬飛;王國慶;周世杰;許文娟;陽代軍;呼嘯;徐鶴洋
• 申請（專利權）人: 首都航天機械公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B21J5/06
• 分類號: B21J5/06;B21J5/08
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

本發明屬于鍛造成形技術領域，具體涉及一種超大規格鋁合金鑄錠的鍛造開坯工藝方法。本發明技術方案提供了一種超大規格鋁合金鑄錠的鍛造開坯工藝方法，采用多向鍛造技術，通過控制超大規格鋁合金鑄錠的鍛造溫度、單次鍛造比、累積鍛比、變形速率比及砧寬比等，控制2219鋁合金鑄錠的變形量，細化材料的晶粒，改善了材料的組織結構，實現了超大直徑2219鋁合金環軋坯的組織和性能的均勻性控制，提高了產品質量的一致性和產品合格率，可以滿足航天產品的研制需求。

技術領域

本發明屬于鍛造成形技術領域，具體涉及一種超大規格鋁合金鑄錠的鍛造開坯工藝方法。

背景技術

隨著我國航天事業的飛速發展，對大直徑、高性能2219鋁合金鑄錠的需求尤為迫切，特別是大直徑2219鋁合金鑄錠，如此超大規格、超大重量的鋁合金鑄錠，冶煉和澆注過程中內部質量的穩定性和鑄造缺陷難以控制，增加了鑄錠鍛造過程中不同部位變形的復雜性，且鑄錠鍛造開坯過程的操縱性更差，鍛造成形難度成倍增加。因此，采用何種鍛造變形方式，如何最大限度增加坯料的變形量，使之充分、均勻的細化鑄造組織，關系到最終產品的力學性能。

多向鍛造技術是制備高強鋁合金大型整體自由鍛件和模鍛件所需坯料的主要技術之一。多向鍛造技術以其簡單的工藝流程、低廉的成本，可大幅改善材料的綜合性能，滿足工業實際生產的需要。多向鍛造技術通過對鍛件進行多道次反復壓縮和拔長，并在鍛造過程中，不斷改變壓縮和拔長的方向，以求達到細化晶粒的目的。但是在多向鍛造變形過程中，由于工藝流程繁雜，工藝控制要素多，很難保證鍛件成形的同時具有優良的組織和性能。因此，精確調控2219鋁合金大直徑整體鍛件的成形工藝過程，獲得均勻細小的顯微組織，保證材料性能及其穩定性是航天事業發展的緊迫任務。

發明內容

本發明要解決的技術問題是實現超大直徑鋁合金整體環件用坯料性能與組織結構均勻性控制，從而滿足大型2219鋁合金整體過渡環的力學性能指標要求。

為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是：

一種超大規格鋁合金鑄錠的鍛造開坯工藝方法，包括如下步驟：

(1)鑄錠和工具加熱：對均勻化處理后的直徑為1100～1300mm，高度為2500～3200mm的2219鋁合金圓鑄錠和在鍛造過程中與鑄錠接觸的工具進行加熱，工具包括上錘砧、下錘砧、鐓粗板、沖頭、芯棒、取料抱鉗、操作機鉗口；

其中鑄錠的加熱溫度為450℃～470℃、保溫時間為35～50h，下錘砧、鐓粗板、沖頭、芯棒與坯料同爐加熱，上錘砧、取料抱鉗、操作機鉗口用假料預熱；

(2)多向鍛造：對鋁合金圓鑄錠加熱后進行多向鍛造，獲得沖孔用圓形坯料；具體順序包括：

定義鋁合金圓鑄錠的Z方向為鋁合金圓鑄錠的軸向高度方向；X方向與Y方向相互正交并與Z方向相互垂直；

(2.1)Z向鐓粗：將鑄錠沿Z向鐓粗至高度為1200～1400mm，壓下速率為5～10mm/s；

(2.2)X向打方：將鑄錠打方成為垂直于Z向的截面是長方形的長方體，長方體沿X方向的長度為1200～1400mm，沿Y方向的長度為1200～1400mm；長方體沿Z向的高度為1200～1400mm；

(2.3)X向拔長：將鑄錠沿X向拔長至長度為2500～3000mm的長方體結構，壓下速率10～15mm/s；將鑄錠滾圓成為垂直于X向的截面是圓形的圓柱體，圓柱體沿X向的高度為2500～3000mm；

(2.4)X向鐓粗：將鑄錠沿X向鐓粗至高度為1200～1400mm，壓下速率15～20mm/s；

(2.5)Y向打方：將鑄錠打方成為垂直于X向的截面是長方形的長方體，長方體沿Z方向的長度為1200～1400mm，沿Y方向的長度為1200～1400mm；長方體沿X向的高度為1200～1400mm；