CN102319992B - 一种铝合金模锻件的制造方法 - Google Patents

一种铝合金模锻件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种铝合金模锻件的制造方法,用于制造用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件。本发明实施例方法包括:对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料;对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料;对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件;对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔;对所述经过机加工处理的7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合金模锻件。7050T74铝合金模锻件力学性能为:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。

Description

一种铝合金模锻件的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机械工程技术领域,尤其涉及一种铝合金模锻件的生产方法。
背景技术
[0002] 转向架用于固定列车两条车轴,使得列车车轮能够顺利地通过弯道,并能够吸收列车行驶时所产生的震动。机车或电动组合式列车动力卡的转向架,更是设置电动马达的地方,可见转向架的重要程度。因此,工程上对应用于转向架的零部件的品质要求非常高。
[0003]目前,转向架中有一种重要的铝合金零部件称为轴箱体,轴箱体是7050T74铝合金模锻件通过机械加工而生产的,其中,用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件的形状特征请参见图1。工程上对所述7050T74铝合金模锻件力学性能的要求为:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。
[0004] 但是,目前国内尚无厂商可以制造上述7050T74铝合金模锻件,该7050T74铝合金模锻件都是向国外进口获得的,不利于我国转向架轴箱体的生产和研发工作。
发明内容
[0005] 本发明实施例提供了一种铝合金模锻件的生产方法,用于制造用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件,该7050T74铝合金模锻件力学性能为:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。实现我们自主制造该用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件。
[0006] 一种铝合金模锻件的制造方法,包括:
[0007] 对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料;
[0008] 对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料;
[0009] 对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件;
[0010] 对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔;
[0011 ] 对所述经过机加工处理的7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合金模锻件。
[0012] 通过以上技术方案,可以制造用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件,该7050T74铝合金模锻件力学性能为:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。通过制造该7050T74铝合金模锻件,可以满足我国对转向架轴箱体的生产和研发需要。
附图说明
[0013] 图1为现有技术中用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件形状图;[0014] 图2为本发明第一实施例制造7050T74铝合金模锻件的方法流程图;
[0015] 图3为本发明方法中坯料的形状及尺寸图;
[0016] 图4为本发明方法中预压模具形状图;
[0017] 图5为本发明方法中预压坯料形状图;
[0018] 图6为本发明方法中终压模具形状图;
[0019] 图7为本发明方法中7050铝合金模锻件形状图;
[0020] 图8为本发明第二实施例制造7050T74铝合金模锻件的方法详细流程图;
[0021] 图9为本发明第三实施例制造7050T74铝合金模锻件的方法详细流程图。
具体实施方式
[0022] 本发明实施例提供了一种铝合金模锻件的制造方法,用于制造用于生产轴箱体的7050T74铝合金模锻件,该7050T74铝合金模锻件力学性能为:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。以下对本发明方法进行详细说明。
[0023] 本发明第一实施例制造7050T74铝合金模锻件的方法主要步骤流程图请参见图2,主要包括:
[0024] 201、对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料。
[0025] 将7050铝合金棒材放入锻造机中进行锻造,制备坯料,坯料形状及尺寸请参见图3,制备的坯料供后续预压处理使用。
[0026] 202、对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料。
[0027] 将步骤201中制备的坯料放入预压模具中,预压模具请参见图4,预压模具包括预压上合模和预压下合模,其中预压上合模和预压下合模形状完全一样,图4所示的模具可以为预压上合模,也可以为预压下合模。再用液压机将预压模具中的该坯料压成预压坯料,预压坯料的形状请参见图5,制备的预压坯料供后续终压处理使用。
[0028] 203、对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件。
[0029] 将步骤202中制备的预压坯料放入终压模具中,终压模具请参见图6,其中,终压模具包括终压上合模和终压下合模。再用液压机将终压模具中的该预压坯料压成7050铝合金模锻件,该7050铝合金模锻件的形状特征请参见图7,本步骤制备的7050铝合金模锻件供后续机加工处理使用。
[0030] 204、对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔。
[0031] 对步骤203中制备的7050铝合金模锻件进行机加工,加工工艺孔后的模锻件形状和图1完全一样,尚需进行后续热处理。
[0032] 205、对所述经过机加工处理的7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合
金模锻件。
[0033] 将步骤204中加工了工艺孔的7050铝合金模锻件放入热处理炉中进行热处理,以提高该7050铝合金模锻件的力学性能,制造成7050T74铝合金模锻件。
[0034] 通过以上方法制造的7050T74铝合金模锻件,具备以下力学性能:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。[0035] 本发明第二实施例将对第一实施例的铝合金模锻件的制造方法进行详细说明,第二实施例的方法流程图请参见图8,主要包括步骤:
[0036] 801、对7050铝合金铸锭进行铸锭挤压处理,制备7050铝合金棒材,并加热。
[0037] 按变形铝及铝合金化学成份国家标准GB/T3190-1996配备7050铝合金的合金原料,把合金原料投入熔炼炉中熔炼成7050铝合金熔体,再将7050铝合金熔体铸铸造成7050铝合金铸锭。将该7050铝合金铸锭放入挤压机中,挤压成7050铝合金棒材。为了下一步处理需要,对该7050铝合金棒材进行加热。
[0038] 其中,加热温度为420至440摄氏度,加热时间大于或等于240分钟。
[0039] 802、对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料。
[0040] 将步骤801中加热后的7050铝合金棒材放入锻造机中进行锻造,制备坯料,坯料形状及尺寸请参见图3,制备的坯料供后续预压处理使用。
[0041] 803、对坯料进行加热。
[0042] 为了下一步处理需要,对该坯料进行加热。
[0043] 其中,加热温度为420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
[0044] 804、对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料。
[0045] 将步骤803中加热后的坯料放入预压模具中,预压模具请参见图4,预压模具包括预压上合模和预压下合模,其中预压上合模和预压下合模形状完全一样,图4所示的模具可以为预压上合模,也可以为预压下合模。再用液压机将预压模具中的该坯料压成预压坯料,预压坯料的形状请参见图5,制备的预压坯料供后续终压处理使用。
[0046] 805、对预压坯料进行加热。
[0047] 为了下一步处理需要,对该预压坯料进行加加热。
[0048] 其中,加热温度为420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
[0049] 806、对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件。
[0050] 将步骤805中加热后的预压坯料放入终压模具中,终压模具请参见图6,其中,终压模具包括终压上合模和终压下合模。再用液压机将终压模具中的该预压坯料压成7050铝合金模锻件,该7050铝合金模锻件的形状特征请参见图7,本步骤制备的7050铝合金模锻件供后续机加工处理使用。
[0051] 807、对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔。
[0052] 对步骤203中制备的7050铝合金模锻件进行机加工,加工工艺孔后的模锻件形状和图1完全一样,尚需进行后续热处理。
[0053] 808、对所述经过机加工处理的7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合
金模锻件。
[0054] 通过以上方法制造的7050T74铝合金模锻件,具备以下力学性能:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。
[0055] 本发明第三实施例将对第二实施例的铝合金模锻件的制造方法进行详细说明,第二实施例的方法流程图请参见图9,主要包括步骤:
[0056] 901、将7050铝合金熔体铸造成铸锭。
[0057] 按变形铝及铝合金化学成份国家标准GB/T3190-1996配备7050铝合金的合金原料,把合金原料投入熔炼炉中熔炼成7050铝合金熔体。再将7050铝合金熔体铸铸造成7050
招合金铸ϋ O
[0058] 其中,所述铸锭直径为550毫米,长度为1700毫米。
[0059] 902、将所述铸锭挤压成7050铝合金棒材。
[0060] 将所述铸锭放入12500吨挤压机中挤压成7050铝合金棒材。
[0061] 其中,7050铝合金棒材直径为280毫米。
[0062] 903、将所述7050铝合金棒材切定尺并加热。
[0063] 将所述7050铝合金棒材的长度切定尺为760毫米。
[0064] 为了后续处理需要,对该7050铝合金棒材进行加热。
[0065] 904、将锻造机的小平砧加热。
[0066] 为了对所述7050铝合金棒材进行后续处理,将锻造机的小平砧加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于6小时。
[0067] 905、将所述7050铝合金棒材进行锻造。
[0068] 将所述7050铝合金棒材放入锻造 机中,用加热后的小平砧锻造成长方体形状,所述长方体长为380晕米,宽为300晕米,闻为370晕米。
[0069] 906、将所述7050铝合金棒材进行倒棱。
[0070] 将所述锻造成长方体形状的7050铝合金棒材同一个侧面上的两条宽和两条高倒棱,倒棱长度为30毫米,倒棱角度为45度。
[0071] 907、将所述7050铝合金棒材进行拔长。
[0072] 将所述铝合金棒材的倒棱部分纵向拔长,拔长面为边长为150毫米的正方形,拔长长度为800毫米,所述铝合金棒材的纵向余量长度为230毫米,开锻温度为420至440摄氏度,终锻温度大于或等于350摄氏度。结束本步骤后可得到形状特征如图3所示的7050招合金棒材还料。
[0073] 908、将所述拔长后的铝合金棒材拔长部分锻短。
[0074] 将所述拔长后的铝合金棒材拔长部分的长度锻至420毫米,得到坯料。
[0075] 909、对坯料进行加热。
[0076] 为了下一步处理需要,对该坯料进行加热。
[0077] 其中,加热温度为420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
[0078] 910、加热预压模具。
[0079] 将预压模具加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于8小时。其中,预压模具请参见图4,预压模具包括预压上合模和预压下合模,其中预压上合模和预压下合模形状完全一样,图4所示的模具可以为预压上合模,也可以为预压下合模。
[0080] 911、将所述坯料进行预压。
[0081] 将所述坯料放入步骤910中加热后的预压模具中,并用10000吨液压机压成预压坯料,火次为I至2火,欠压量为合模,开锻温度为420至440摄氏度,终锻温度大于或等于380摄氏度。
[0082] 則2、切边、洗修。
[0083] 对所述预压坯料进行切边、洗修处理,去除毛糙部分,预压坯料的形状请参见图5。
[0084] 913、对预压坯料进行加热。[0085] 为了下一步处理需要,对该预压坯料进行加加热。
[0086] 其中,加热温度为420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
[0087] 914、加热终压模具。
[0088] 将终压模具加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于8小时。终压模具请参见图6,其中,终压模具包括终压上合模和终压下合模。
[0089] 915、将所述预压坯料进行终压。
[0090] 将所述预压坯料放入所述加热后的终压模具中,并用10000吨液压机终压成7050铝合金模锻件,火次为2火,第I火欠压量为+8至+10毫米,第2火欠压量为-1. 2至+3. O毫米。
[0091] 916、切边、洗修。
[0092] 对所述7050铝合金模锻件进行切边、洗修处理,去除毛糙部分。7050铝合金模锻件的形状特征请参见图7。
[0093] 917、对所述7050铝合金模锻件进行机加工。
[0094] 将所述经过切边、洗修处理后的7050铝合金模锻件放入加工机中加工直径为208毫米的工艺孔。
[0095] 918、对所述7050铝合金模锻件进行淬火处理。
[0096] 将所述7050铝合金模锻件放入淬火炉中进行淬火处理,淬火温度为465至475摄氏度,保温时间为300分钟,水温为55至65摄氏度。
[0097] 919、对所述7050铝合金模锻件进行多级人工时效处理。
[0098] 将所述淬火处理后的7050铝合金模锻件放入时效炉中进行四级人工时效处理,第一级时效制度为温度升高至100至110摄氏度并保温8小时,第二级时效制度为温度升高至116至126摄氏度并保温8小时,第三级时效制度为温度升高至152至162摄氏度并保温4小时,第四级时效制度为温度升高至172至782摄氏度并保温7小时。
[0099] 通过淬火和多级人工时效处理的7050铝合金模锻件力学性能改变,成为7050T74铝合金模锻件。7050T74铝合金模锻件形状特征请参见图1。
[0100] 通过以上方法制造的7050T74铝合金模锻件,具备以下力学性能:纵向上,抗拉强度大于490兆帕、屈服强度大于420兆帕、延伸率大于7%,其余两个方向上,抗拉强度都大于460兆帕、屈服强度都大于385兆帕、延伸率都大于4%。
[0101] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0102] 以上对本发明所提供的一种铝合金模锻件的制造方法进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1. 一种铝合金模锻件的制造方法,其特征在于,包括: 对7050招合金棒材进行锻造处理,制备还料; 对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料; 对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件; 对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔; 对所述经过机加工处理的7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合金模锻件; 所述对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料包括: 将锻造机的小平砧加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于6小时; 将所述7050铝合金棒材放入锻造机中锻造成长方体形状,所述长方体长为380毫米,宽为300毫米,高为370毫米; 将所述锻造成长方体形状的7050铝合金棒材同一个侧面上的两条宽和两条高倒棱,倒棱长度为30毫米,倒棱角度为45度; 将所述招合金棒材的倒棱部分纵向拔长,拔长面为边长为150晕米的正方形,拔长长度为800毫米,所述铝合金棒材的纵向余量长度为230毫米,开锻温度为420至440摄氏度,终锻温度大于或等于350摄氏度; 将所述拔长后的铝合金棒材拔长部分的长度锻至420毫米,得到坯料; 所述对所述7050铝合金模锻件进行热处理,制造7050T74铝合金模锻件包括: 将所述7050铝合金模锻件放入淬火炉中进行淬火处理,淬火温度为465至475摄氏度,保温时间为300分钟,水温为55至65摄氏度; 将所述淬火处理后的7050铝合金模锻件放入时效炉中进行四级人工时效处理,第一级时效制度为温度升高至100至110摄氏度并保温8小时,第二级时效制度为温度升高至116至126摄氏度并保温8小时,第三级时效制度为温度升高至152至162摄氏度并保温4小时,第四级时效制度为温度升高至172至782摄氏度并保温7小时。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料之前进一步包括: 对7050铝合金铸锭进行铸锭挤压处理,制备7050铝合金棒材; 将所述7050铝合金棒材加热至420至440摄氏度,加热时间大于或等于240分钟。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述对7050铝合金棒材进行锻造处理,制备坯料之后进一步包括: 将所述坯料加热至420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料之后进一步包括: 将预压坯料加热至420至440摄氏度,加热时间大于或等于210分钟。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对7050铝合金铸锭进行铸锭挤压处理,制备7050铝合金棒材包括: 将7050铝合金熔体铸造成铸锭,所述铸锭直径为550毫米,长度为1700毫米; 将所述铸锭放入12500吨挤压机中挤压成直径为280毫米的7050铝合金棒材; 将所述7050铝合金棒材的长度切定尺为760毫米。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述对所述坯料进行预压处理,制备预压坯料包括: 将预压模具加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于8小时; 将所述坯料放入所述加热后的预压模具中,并用10000吨液压机预压成预压坯料,火次为I至2火,欠压量为合模,开锻温度为420至440摄氏度,终锻温度大于或等于380摄氏度; 对所述预压坯料进行切边、洗修处理。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述对所述预压坯料进行终压处理,制备7050铝合金模锻件包括: 将终压模具加热至350至450摄氏度,加热时间大于或等于8小时; 将所述预压坯料放入所述加热后的终压模具中,并用10000吨液压机终压成7050铝合金模锻件,火次为2火,第I火欠压量为+8至+10毫米,第2火欠压量为-1. 2至+3. O毫米。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述对所述7050铝合金模锻件进行机加工处理,加工工艺孔包括: 将所述7050铝合金模锻件进行切边、洗修处理; 将所述经过切边、洗修处理后的7050铝合金模锻件放入加工机中加工直径为208毫米的工艺孔。
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