[發(fā)明專利]一種基于超高強高韌鋁合金板材的熱機械處理工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910977577.0
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110629138A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 韓俊臣;張大慶;楊毅;方著欣
• 申請（專利權）人: 南京金正奇交通設備有限責任公司
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C22C21/10;C21D9/00;B21J5/00;B61F5/50
• 代理公司: 31253 上海精晟知識產權代理有限公司
• 代理人: 安曼

本發(fā)明公開了一種基于超高強高韌鋁合金板材的熱機械處理工藝，屬于鋁合金加工技術領域，工藝步驟如下：步驟1：按重量份數計，包括Si：0.05～0.12份，Fe：0.08～0.15份，Cu：2.0～2.6份，Mn：0.01～0.1份，Mg：1.9～2.6份，Gr：0.01～0.04份，Zn：5.7～6.7份，Ti：0.04～0.06份，Zr：0.1～0.14。本發(fā)明通過使用特定位區(qū)組織精準調控的模具系統(tǒng)形成了兩步粗鍛和一步精鍛的鍛造成形工藝，促使轉臂和轉臂箍合體的下支體根部區(qū)域形成了大量細小亞晶組織，既有利于改善合金的塑性變形能力，又有助于提升該高應力區(qū)的強度和抗疲勞性能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種機械處理工藝，特別是涉及一種基于超高強高韌鋁合金板材的熱機械處理工藝，屬于鋁合金加工技術領域。

背景技術

輕質高強材料及先進制造技術在轉向架輕量化設計與制造方面有很大潛力挖掘。日本新干線、德國的ICE、法國的TGV等高速動車組已普遍采用高性能鋁合金材料制造傳動齒輪箱、空氣彈簧托架、轉向架枕梁、軸箱體、電機端蓋等，顯著利于降低轉向架自身重量，而且都加大了其輕量化結構設計和材料應用開發(fā)力度。

我國也在高速列車上大量采用高強度鑄造鋁合金制造電機蓋、電機風扇、傳動齒輪箱等，但主要集中在高速客車上車體部位，多以重量在2-15kg；尺寸在200-600mm為主，其對材料的高強韌、耐蝕性要求較低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的是為了解決現有技術的不足而提供一種基于超高強高韌鋁合金板材的熱機械處理工藝。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術方案達到：

一種基于超高強高韌鋁合金板材的熱機械處理工藝，工藝步驟如下：

步驟1：按重量份數計，鋁合金板材成分包括Si：0.05～0.12份，Fe：0.08～0.15份，Cu：2.0～2.6份，Mn：0.01～0.1份，Mg：1.9～2.6份，Gr：0.01～0.04份，Zn：5.7～6.7份，Ti：0.04～0.06份，Zr：0.1～0.14，余量為鋁；

步驟2：對合金進行大規(guī)格錠坯高質量熔鑄，將原料在680℃～800℃之間進行加熱熔鑄，并將加熱后的固液倒入模具中進行澆鑄，在澆鑄的過程中向轉臂箍模具中通入3min稀有氣體后對模具進行密封；

步驟3：將鑄造完畢的板材進行鍛造加工，在230～460℃下對鑄件施加恒定的敲擊力度進行溫鍛；

步驟4：采用激光散斑成像檢測和超聲檢測對鍛件進行無損探傷；

步驟5：將步驟4中的鍛件進行熱處理，并快速升高溫度到300～420℃，保溫時間為30～80min，采用T74雙級時效工藝處理，隨后空冷或者石灰冷；

步驟6：將步驟5中冷卻后的鍛件進行數控加工，去除多余的毛刺；

步驟7：對鍛件進行表面處理；

步驟8：對生成完畢的工件進行檢測。

優(yōu)選的，在步驟3中，鍛造加工采用：兩步粗鍛和一步精鍛。

優(yōu)選的，在步驟3中，鍛造加工是采用鍛壓機械中的鍛錘對鑄件進行鍛壓加工。

優(yōu)選的，鍛造是對鍛造組織定向控制且鍛造區(qū)域為轉臂箍合體的下支體根部區(qū)域。

優(yōu)選的，在步驟4中，無損探傷采用磁粉探傷，檢測的信息為檢測鍛件中是否存在缺陷或不均勻性，同時檢測出缺陷的大小、位置、性質和數量，當工件磁化時，若工件表面或近表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而產生漏磁，形成局部磁場，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

優(yōu)選的，在步驟5中，熱處理保證鍛件晶內或晶界析出優(yōu)化。