[發(fā)明專利]可減少開裂的超高強(qiáng)鋁合金模鍛件的模鍛方法、應(yīng)用及其制造的模鍛件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010018455.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN113084063B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳福;鄭曉靜;高蔚;李昂;陳開媛;張毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 核工業(yè)理化工程研究院
• 主分類號(hào): B21J5/02
• 分類號(hào): B21J5/02;C22F1/053;C22C21/10
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 李玲

本發(fā)明公開了一種超高強(qiáng)鋁合金模鍛件的模鍛方法，主要包括以下步驟：一次模鍛、均勻化退火、二次模鍛、固溶并淬火、三次模鍛和深冷和時(shí)效處理。把在鍛造過程易開裂、無法成形的噴射沉積超高強(qiáng)鋁合金實(shí)現(xiàn)了模鍛成形，并且通過冷變形和時(shí)效熱處理進(jìn)一步降低了材料的殘余應(yīng)力，使得材料在后續(xù)存放和加工中不出現(xiàn)變形和開裂。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、具有可操作性，對(duì)設(shè)備的要求不高，克服了噴射沉積超高強(qiáng)鋁合金加工領(lǐng)域長期以來難以解決的技術(shù)難題，可有效提升噴射沉積超高強(qiáng)鋁合金的應(yīng)用范圍，適用于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超高強(qiáng)鋁合金模鍛件的模鍛方法、應(yīng)用及其制造的模鍛件。

背景技術(shù)

噴射沉積技術(shù)不同于傳統(tǒng)冶金鑄造工藝，它具有晶粒組織細(xì)小，少無偏析等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于制造高合金含量的產(chǎn)品。目前，噴射沉積技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于總合金含量超過12％的Al-Zn-Mg-Cu系超高強(qiáng)鋁合金的研制和生產(chǎn)，如噴射沉積7034、7136和7093鋁合金等。

但是由于噴射沉積合金含量高且材料的致密度低，內(nèi)部孔隙較多，材料的塑性差，在模鍛過程中經(jīng)常發(fā)生開裂而無法成形，同時(shí)部分經(jīng)過模鍛成形后工件的殘余應(yīng)力要比常規(guī)鑄造并模鍛的高，在存放過程中出現(xiàn)由于殘余應(yīng)力大導(dǎo)致的工件開裂。另外，殘余應(yīng)力對(duì)鋁合金的斷裂韌性、抗應(yīng)力腐蝕性能以及疲勞性能等也產(chǎn)生影響。

噴射沉積超高強(qiáng)鋁合金具有較高的強(qiáng)度性能，但由于模鍛成形和殘余應(yīng)力問題一直制約著該類合金的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中超高強(qiáng)鋁合金模鍛件在模鍛過程或后續(xù)存放應(yīng)用過程中經(jīng)常發(fā)生開裂而的問題的缺陷，而提供一種超高強(qiáng)鋁合金模鍛件的模鍛方法。該方法通過三次不同溫度和變形量的模鍛形變，并結(jié)合均勻化退火、固溶和淬火深冷處理和時(shí)效處理，使得材料在后續(xù)存放和加工中不出現(xiàn)變形和開裂。

本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供上述方法在超高強(qiáng)鋁合金模鍛中的應(yīng)用。

本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種應(yīng)用上述方法模鍛所得的超高強(qiáng)鋁合金模鍛件。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種可減少開裂的超高強(qiáng)鋁合金模鍛件的模鍛方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)模鍛件最終尺寸，將噴射沉積坯料加工成預(yù)鍛坯，并進(jìn)行一次模鍛使所述預(yù)鍛坯致密化得到預(yù)變形的坯料；

步驟2：把所得預(yù)變形的坯料均勻化退火以增強(qiáng)再變形能力；

步驟3：將均勻化退火后的鍛坯進(jìn)行二次模鍛得模鍛件；

步驟4：將所得模鍛件進(jìn)行固溶并淬火；

步驟5：將淬火后的模鍛件進(jìn)行三次模鍛以消除所述模鍛件內(nèi)部殘余應(yīng)力；

步驟6：將三次模鍛后的模鍛件投入液氮中進(jìn)行深冷處理，深冷處理后快速進(jìn)行時(shí)效處理。

在上述技術(shù)方案中，所述一次模鍛的鍛造變形量為25-30％，所述二次模鍛的鍛造變形量為70-75％，所述三次模鍛的鍛造變形量為1-5％。

在上述技術(shù)方案中，步驟1中，一次模鍛的鍛造溫度為390-420℃，保壓時(shí)間為10-15s。

在上述技術(shù)方案中，步驟2中，均勻化退火溫度為430-460℃，時(shí)間為12-24小時(shí)。

在上述技術(shù)方案中，步驟3中，二次模鍛的鍛造溫度為380-400℃，保壓時(shí)間為3-5s。

在上述技術(shù)方案中，步驟4中，固溶溫度為480-490℃，時(shí)間1-3h；淬火介質(zhì)為水，淬火水溫20-60℃。

在上述技術(shù)方案中，步驟5中，三次模鍛的鍛造溫度20-150℃，保壓時(shí)間為3-10s。