[發明專利]一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法

有效

• 申請號: 202011426293.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112676504B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 羅順成;宋韋韋;方清萬;陳鐵柱;王雪強;丁杰;宋增金;趙國群;呂正風
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業股份有限公司;山東大學
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J5/06;B21J5/08
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 宋迪

本發明提供一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法，主要涉及鍛造技術領域。一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法，包括如下步驟：步驟一：鑄錠開坯；步驟二：鍛坯粗加工；步驟三：鍛板打彎，步驟四：淬火；步驟五：冷變形、矯形，步驟六：鍛板時效。本發明的有益效果在于：本發明的航空鋁合金弧形鍛板生產工藝，無需使用費用昂貴的成形模具和專用冷變形矯形模具，使用常規自由鍛工裝，通過合理設計自由鍛方法，可生產出滿足該產品尺寸形狀要求的弧形鍛件，而且鍛件流線完整，鍛件機加工后尺寸精度高，大大節約了生產成本，且產品性能較好。

技術領域

本發明主要涉及鍛造技術領域，具體是一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法。

背景技術

商用飛機中的機頭窗框、翼盒接頭鍛件、壁板鍛件多設計成弧形結構，在新機型研發和設計過程中，飛機制造商為了節省研發成本，減少巨大的模具費用投入，多采購自由鍛板或軋制中厚板作為原材，這些鍛板不具備弧形結構，完全靠后期機加工形成弧形，這樣會切斷鍛板中的流線，使流線外露，降低材料的應力腐蝕性能。此外使用自由鍛板或者軋制中厚板，大大增加了機加工的難度和工作量，而且產品加工后易變形，不滿足裝配要求。

為了使具有弧形結構的飛機構件能夠具有較好的機械性能以及機加工性能，本專利采用傳統的自由鍛模具，通過合理設計鍛造工藝流程，獲得了性能優異、殘余應力小的弧形鍛件，減少了機加工的工作量，同時確保了產品機加工后金屬流線沿鍛件外形分布，產品性能得到大大提升。同時，由于鍛板中的殘余應力消除的徹底，可確保機加工后的裝配精度。相比于模鍛件，該工藝方法大大降低了生產成本，且產品具有優良的機械性能。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法，本發明的航空鋁合金弧形鍛板生產工藝，無需使用費用昂貴的成形模具和專用冷變形矯形模具，使用常規自由鍛工裝，通過合理設計自由鍛方法，可生產出滿足該產品尺寸形狀要求的弧形鍛件，而且鍛件流線完整，鍛件機加工后尺寸精度高，大大節約了生產成本，且產品性能較好。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種航空鋁合金弧形鍛板的自由鍛加工方法，包括如下步驟：

步驟一：鑄錠開坯：在鍛壓機上對鑄錠進行自由鍛開坯，將扁錠鐓粗至高度的50％，進行打方、拔長、倒八方，并確保八方對應的截面積為鑄錠墩粗后截面積的50％；對拔長后的棒坯墩粗至長度的50％，形成餅坯，對餅坯進行換向拔長和倒八方，確保八方棒坯的截面積為餅坯截面的50％；繼續循環對八方棒坯進行墩粗和餅坯的換向拔長，最終矯正成目標尺寸的預加工鍛坯，確保該開坯過程的總鍛比不低于17。

步驟二：鍛坯粗加工：對鍛坯上下兩個大平面均勻機加工去除余量，上下表面粗糙度Ra≤3.5，其他面粗超度Ra≤12.5，棱邊倒角C2。

步驟三：鍛板打彎：在壓機的上砧座安裝窄平砧，壓機地面可移動工作臺上安裝兩個規格相同的寬平砧，寬平砧兩側的倒角為R＝80mm，兩個寬平砧之間相距200～1000mm；打彎初始階段，鍛板一端放置在貼近寬平砧倒角位置的平臺上，并使端部對準窄平砧，窄平砧下壓鍛板貼近倒角位置處，下壓量≤15mm，形成初步弧度；再移動工作臺和鍛板，使鍛板內側依次受到窄平砧的下壓，通過調整兩個寬平砧間距進行整體或局部壓彎；壓彎過程的下壓量需合理控制，不允許一次下壓量過大導致弧度超出成品弧度要求，打彎后使用與成品鍛板弧度相同的樣板測量鍛板上、下表面的弧度，要求弧形鍛板上、下表面與樣板間隙

≤5mm。

步驟四：淬火：對打彎后的鍛板進行固溶熱處理，空氣淬火爐的溫度設置范圍為472℃-482℃，按金屬到溫開始計算保溫時間，金屬保溫390分鐘-600分鐘，淬火水溫為20-40℃，淬火轉移時間小于或者等于15秒，鍛件浸泡時間為20分鐘-40分鐘。