[發明專利]一種高強度高精密復雜結構的鋁合金緊固件的加工方法

在審

• 申請號: 202010570874.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111940999A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李軍正;吳騰豐;劉亞青
• 申請（專利權）人: 浙江華遠汽車零部件有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21F45/16;C22F1/04;C23G1/24;C23G5/06
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 孫曉林

本發明公開了一種高強度高精密復雜結構的鋁合金緊固件的加工方法，包括步驟：對超硬鋁合金原料進行改制：雙級均勻化退火處理加熱擠壓，制得緊固件加工料，改制后的材料滿足冷頂鍛75%變形不開裂；對加工料進行冷鐓加工制得坯料；對坯料進行固溶淬火加雙級時效處理，產品抗拉強度達到500MPa以上，硬度160HV以上；對時效處理后的坯料進行精密機加工制得產品；對精密機加工制得產品進行表面清洗，去除產品表面油污和15微米以上雜質。本發明利用超硬鋁合金在滿足產品結構、力學性能、表面精度及清潔度要求的基礎上，優化生產加工工藝過程，采用原料改制?冷鐓加工?熱處理?精密機加工?清洗工藝替代純機加工加清洗工藝，大大提高了產品加工效率和材料利用率，從而降低了加工成本。

技術領域

本發明涉及一種高強度高精密復雜結構的鋁合金緊固件的加工方法。

背景技術

鋁合金由于其耐腐蝕性能好、成形方法多、再利用程度高、導熱導電性好、強度大、密度小，其密度只有鋼的三分之一，輕量化特性優于鋼材，抗沖擊性能好、減重效果明顯，是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中大量應用。鋁制合金在汽車上的大量應用，由于電位腐蝕、熱膨脹系數不同等因素，常規鋼制緊固件在于鋁制材料連接時存在一定缺陷，因此鋁制緊固件，尤其是高強度鋁制緊固件的研究迫在眉睫。目前，抗拉強度大于500MPa的高強度鋁合金緊固件經常選用超硬鋁合金，如牌號為7050、7075或7A03的鋁合金。

超硬鋁合金材料強度高、塑性較低，加工精密復雜結構時常采用精密機加工工藝，其精密切削加工是依靠精度高、剛性好的機床和精細刃磨的刀具用很高或極低的切削速度、很小的切深和進給量在工件表面切去極薄一層金屬的過程，顯著提高零件的加工精度，極大地提高加工表面質量，能夠加工高強度、高精密、復雜結構的工件。但精密加工對設備要求非常之高，同時純機加工過程效率低，材料利用率低。

目前冷鐓工藝是緊固件行業常用加工方式，適宜加工材料塑性較好結構較為簡單的緊固件，其生產效率高，材料利用率可高達80%~100%、使用冷鐓工藝加工的零件還可以提高零件力學性能。雖然冷鐓工藝難以直接用以加工高強度高精密具有復雜結構的緊固件，但其具有單純機加工工藝所不具備的高材料利用率和高加工效率，可以顯著降低加工的成本。

發明內容

本發明的目的是解決冷鐓成型工藝難以加工高強度高精密復雜結構的緊固件，及純機加工效率低和材料利用率低的問題。

為此，本發明提供的一種高強度高精密復雜結構的鋁合金緊固件的加工方法，包括以下步驟：

⑴對超硬鋁合金原料進行改制，使超硬鋁合金原料軟化，提高塑性，包括：①將超硬鋁合金原料進行均勻化退火處理后自然空氣冷卻至室溫；②對均勻化退火處理后的原料進行熱擠壓制得指定規格線材，然后自然空冷至室溫；經過以上步驟制得加工料；

⑵對所述緊固件加工料進行冷鐓加工制得坯料，冷鐓加工包括切料、整形、鐓平、正反復合擠壓、沖孔等；

⑶對所述坯料進行固溶淬火加人工時效處理；

⑷對人工時效處理后的坯料進行精密機加工制得產品，工序包括鏜孔、切削螺紋、銑表面、超精加工、車倒角等；

⑸對所述的精密機加工制得產品進行表面清洗，去除產品表面油污和雜質。

優選的，步驟（1）所述均勻化退火處理方法為雙級均勻化退火處理，先在（450~550)℃均勻化退火處理（10~15）h，然后在（480~520）℃均勻化退火處理（7~9）h，兩次均勻化退火處理后均自然空氣冷卻至室溫。

優選的，步驟（1）雙級均勻化退火處理后在溫度(460~500）℃進行熱擠壓處理，擠壓系數22~25，出料速度（1.8~2.2）m/min。