[發明專利]一種7系鋁合金環形件一體成型的加工方法

在審

• 申請號: 202011389528.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112647032A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王海軍;張帥;曹俊生;萬東海;洪大軍;張明橋;成桃;胡志同;王慶艷;王翔宇
• 申請（專利權）人: 貴州航天新力科技有限公司
• 主分類號: C22F1/053
• 分類號: C22F1/053;C21D9/40;C22C21/10;B21H1/06;B21J5/00
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 劉宇宸

本發明公開了一種7系鋁合金環形件一體成型的加工方法，步驟包括如下的順序進行：合金鑄錠退火、開坯沖孔和擴孔拔長、環軋預成型、冷變形、雙級時效。在鍛件預成型和最終精整成型之間進行固溶熱處理工序，可借用固溶處理后材料成分組織更均勻和變形抗力更小的特性，實現大規格異形環件一體成型；在固溶和時效熱處理之間引入冷變形工序，可消除鍛件固溶淬火后較高的內應力，同時還可通過變形細化晶粒和增加相變驅動力，促進第二相強化粒子析出強化，增加材料強韌性和組織性能均勻性，實現一體成型，使7系鋁合金環形件一體成型產品達到航天領域的高性能要求。

技術領域

本發明涉及一種7系鋁合金環形件一體成型的加工方法，屬于鋁合金加工技術領域。

背景技術

超高強度鋁合金是以Al、Zn、Mg、Cu系(簡稱7系)為主的可熱處理強化的鋁合金，它具有高強度和硬度、良好的熱加工性、優良的焊接性能、較好的耐腐蝕性和較高的韌性等優點，宜做承受較大的結構材料，被廣泛應用于軍民領域高端裝備的輕量化制造；在航天領域，動力系統不變的情況下，運載火箭自身重量每減少1公斤就可節省2萬美元的發射成本，結構件設計減重是實現航天飛行器減重增效的一種有效方法，即通過構件整體化、大型化免去大量傳統的鉚接和焊接，既實現結構減重，又提高可靠性，但同時也對材料的規格形狀、綜合性能以及均勻性都提出了更高需求；

7系超高強鋁合金作為強度最高的鋁合金系列，其在鍛造過程中存在變形抗力大，易產生不均勻變形及開裂、混晶的現象，成型難度大，成品率低，使得大規格異形7系超高強鋁合金構件仍主要采用焊接或鉚接法成形，然而，焊接成型時易產生各種鑄造缺陷致使探傷和力學性能難以合格，鉚接成型后構件結構復雜笨重且容易在連接處產生應力集中和疲勞，這些不利因素最終造成產品很難達到航天領域的高性能要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種7系鋁合金環形件一體成型的加工方法。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種7系鋁合金環形件一體成型的加工方法，

合金鑄錠退火：將鑄錠毛坯按照90℃/h控速升溫加熱至430℃～455℃，保溫10h，然后繼續升溫至480℃，保溫24h后，隨爐冷卻至180℃后再出爐空冷至室溫；

開坯沖孔和擴孔拔長：將退火后的鑄錠快鍛開坯，并沖孔和擴孔拔長，始鍛溫度460℃，鍛造比3.0～4.0，鍛后空冷；

環軋預成型：熱軋時開軋溫度460℃，軋制變形量50％～60％；

固溶處理：加熱至465℃～475℃保溫4～6h后迅速轉入水中淬火處理，出爐轉移時間不超過30s；

冷變形：在環軋機上冷軋變形量20％～30％；

雙級時效：在固溶處理后2h內升溫至120℃保溫5h～24h，然后隨爐升溫至177℃保溫9h后出爐空冷至室溫，完成加工。

本發明的有益效果在于：在鍛件預成型和最終精整成型之間進行固溶熱處理工序，可借用固溶處理后材料成分組織更均勻和變形抗力更小的特性，實現大規格異形環件一體成型；在固溶和時效熱處理之間引入冷變形工序，可消除鍛件固溶淬火后較高的內應力，同時還可通過變形細化晶粒和增加相變驅動力，促進第二相強化粒子析出強化，增加材料強韌性和組織性能均勻性，實現一體成型，使7系鋁合金環形件一體成型產品達到航天領域的高性能要求。

附圖說明

圖1是7系鋁合金環形件一體成型過程形狀圖；

圖2是7系鋁合金環形件一體成型結構示意圖。

具體實施方式

下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。

參見圖1至圖2所示。

實施例一