[發(fā)明專利]大型2219鋁合金環(huán)均勻化軋制工藝

有效

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• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN112828214B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬敘;楊宇博;丁燕紅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06;C22F1/057
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 張耀

本發(fā)明是一種針對5～10m的大型2219鋁合金環(huán)均勻化軋制工藝，涉及鋁合金塑性加工及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，通過過時效處理析出彌散分布的，一定尺寸的沉淀相，為后續(xù)的再結(jié)晶提供再結(jié)晶晶核；在后續(xù)低溫快速軋制變形過程中，產(chǎn)生大量位錯塞積并形成局部變形帶，引入變形能；隨后升溫至中高進(jìn)行高溫軋制及整形，在此過程期間可同時完成圓環(huán)整形及動態(tài)再結(jié)晶階段。在后續(xù)的固溶及時效處理中形成均勻的析出相及細(xì)小的再結(jié)晶組織。改變傳統(tǒng)工藝中環(huán)軋后顯著的纖維組織和粗大析出相的目的，降低傳統(tǒng)環(huán)軋變形導(dǎo)致的突出的纖維組織，降低各向異性，提高環(huán)件各向組織性能一致性，提升環(huán)件綜合性能，實現(xiàn)其形?性協(xié)同制造，滿足航天型號使用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金塑性加工及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，去其中包括一種2219鋁合金環(huán)件細(xì)晶制造工藝及大型2219鋁合金環(huán)析出相細(xì)化。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，時代的發(fā)展，我國的航空航天、鋼鐵船舶、能源電力等行業(yè)快速發(fā)展，而大型環(huán)件是這些行業(yè)發(fā)不可或缺的重型結(jié)構(gòu)件，從而超大型環(huán)件的成形工藝研究也成為了研究的熱點。

傳統(tǒng)軋制成型的大型鋁合金環(huán)，發(fā)現(xiàn)在靠近軋輥部分較細(xì)，而中間部分晶粒較粗大，該現(xiàn)象是因為部分與圓周方向取向差較大的晶粒變形量大，積累的能量高，有利于晶粒尺寸的細(xì)化。同時也說明部分晶粒變形量小，未積累足夠的能量，未能實現(xiàn)動態(tài)或者靜態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒尺寸。導(dǎo)致大型看鋁合金環(huán)件內(nèi)部組織不均勻，影響環(huán)件質(zhì)量。同時大型2219鋁合金碾軋制并未完全消除CuAl2共晶相，此類析出相與集體結(jié)合不穩(wěn)定，降低強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大型2219鋁合金環(huán)均勻化制備方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

大型2219鋁合金環(huán)均勻化軋制工藝，包括如下步驟：

步驟一：坯料過時效處理

a1：固溶處理

對經(jīng)過鍛造及擴孔的坯料進(jìn)行固溶處理，固溶處理采用到溫入爐的方式，首先將鋁合金專用固熔淬火爐設(shè)定為預(yù)定溫度535℃±5℃并維持該溫度2h左右使溫度穩(wěn)定并是爐內(nèi)充分均勻，待達(dá)到預(yù)定時間后，將放置于專用工樁上的鋁合金環(huán)與工樁一齊置于爐中調(diào)節(jié)溫度。在溫度達(dá)到535℃左右(±5℃)時開始計時保溫，保溫時間按照環(huán)坯有效尺寸進(jìn)行計算(例如直徑3m，截面積為0.65mm的坯料保溫時間為6h左右)，保溫系數(shù)為2.0-2.5min/mm。

a2：淬火

淬火水溫為30-50℃，淬火前5min開啟循環(huán)水系統(tǒng)直至淬火結(jié)束，達(dá)到保溫時間后，快速開啟爐門，對環(huán)坯進(jìn)行快速淬火，要求淬火轉(zhuǎn)移時間≤25s，入水后，上下移動淬火料框或淬火專用工裝，但需保證環(huán)坯完全浸泡在水中，水中浸泡時間≥20min，完成淬火之后通過測溫系統(tǒng)確保環(huán)件內(nèi)外溫差＜5℃；

a3：過時效處理

將完成淬火的時效態(tài)鋁合金連同工樁一起置入鋁合金專用時效爐中進(jìn)行過時效處理，設(shè)定加熱速度為5℃/min，將加熱溫度設(shè)定為320℃(允許溫度誤差范圍±10℃)，當(dāng)爐內(nèi)溫度加熱至預(yù)定溫度后，保溫8～14h具體根據(jù)保溫時間可根據(jù)坯料尺寸在此區(qū)間進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到保溫時間后出爐，將環(huán)坯置于空氣中冷卻。

步驟二：中低溫環(huán)軋成形

待過時效處理后的環(huán)坯的溫度降低至150-200℃時，將環(huán)坯置于徑-軸碾環(huán)機上進(jìn)行軋制，得到環(huán)件；軋制過程中控制芯輥進(jìn)給速率為“勻速-加速-減速”軋制，在此期間控制線速度為1000-1500mm/s，控制環(huán)坯直徑的長大速率，整個軋制過程環(huán)坯溫度控制在150-200℃之間；

步驟三：高溫環(huán)軋整成形