CN104099542A - 铝合金大锻件的热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金大锻件的热处理方法，制作加工热处理加热装置，在固溶热处理时，先将敞口式箱体内的温度升到保温温度，然后再将搁架及锻件放入敞口式箱体中，加热升温，固溶保温结束后，将搁架吊出敞口式箱体，进行后续热处理工序如水冷、空冷等，如锻件还需时效，则敞口式箱体内温度冷却低于时效温度后，再及时将锻件放在搁架上吊入敞口式箱体中进行时效；锻件进行退火或时效热处理，则直接将锻件吊入敞口式箱体中随敞口式箱体一起升温，在升温保温结束后根据工艺要求进行冷却即可，本发明利用了现有台车式电阻炉对小批量铝合金大锻件热处理的加热、保温，结构筒单、加工制作成本低。

Description

铝合金大锻件的热处理方法

技术领域

本发明属于铝合金锻造技术领域，特别涉及一种铝合金大锻件热处理时的加热、保温方法。

背景技术

铝合金锻件通常交货状态的热处理方式为：固溶+时效、退火等等，由于铝合金大型锻件(大锻件是指：外型尺寸大于2.5m的锻件)固溶、时效及退火温度较低，根据相关标准要求，需要配置不低于Ⅱ级(±5℃)的大型井式电炉，且数量不少于2台。

目前，在以黑色金属为主锻造企业或军民结合的企业中，由于主要产品多为黑色金属产品，在热处理车间内大多只配置了台车式中高温电阻炉和小型低温井式回火炉，一般都没有配置专门用于铝合金热处理的大型井式电炉，但随着国防、航天用领域中铝合金锻件规格越来越大，大的锻件直径有3米以上，目前这些企业中配置的小型低温井式回火炉常常不能满足生产的需要，此外，由于国防、航天用领域中用的铝合金大型锻件一般都为小批量产品，企业单独为小批量的这种铝合金大段件采购专门的大型井式回火炉热处理成本较高，热处理炉利用率低，因此，如何利用车间现有的台车式电阻炉，进行小批量铝合金大段件热处理的加热成为了现有企业所需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术存在的问题，提供了一种铝合金大锻件的热处理方法，实现了利用现有台车式电阻炉及设施对铝合金大锻件热处理的加热、保温，而不产生过烧现象。

本发明的技术方案是：

一种铝合金大锻件的热处理方法，先制作加工热处理加热装置，主要由敞口式箱体、搁架组成，敞口式箱体为底部和四周密封、上部敞口结构的箱体，敞口式箱体设置在台车式电阻炉上，然后将需要热处理的铝合金锻件放在搁架上，在固溶热处理时，先将敞口式箱体内的温度升到保温温度，然后再将搁架及锻件放入敞口式箱体中，加热升温，固溶保温结束后，将搁架吊出敞口式箱体，进行下一步的热处理工序如水冷、空冷等，如锻件还需时效，则敞口式箱体内温度冷却低于时效温度后，再及时将锻件放在搁架上吊入敞口式箱体中进行时效；锻件进行退火或时效热处理，则直接将锻件放在搁架吊入敞口式箱体中随敞口式箱体一起升温，在升温保温结束后根据工艺要求进行冷却即可。

所述搁架上设有有热电偶，热电偶通过补偿导线与温度记录仪连接，监测着铝合金不会超过过烧温度。

本发明的方法，主要是利用敞口式箱体防止台车式电阻炉内大功率的电阻丝发热直接传热辐射到锻件上，从而可防止锻件表面局部温度过高，发生过热和过烧现象，使锻件缓慢加热和加热均匀，本方法特别适用大型的环形件、板、框锻件等的热处理。

本发明的有益效果和优点在于：

本方法利用了现有台车式电阻炉对小批量铝合金大锻件热处理的加热、保温，本方法及其装置结构筒单、加工制作成本低。

附图说明

图1是本发明的加热处理装置示意图；

图2是图1的A-A向视图；

图3是2A14材质框架锻件热处理工艺图；

图4是2A14材质框架锻件热处理后的金相显微组织图；

图5是LY19材质环状锻件热处理工艺图；

图6是LY19材质环状锻件热处理后的金相显微组织图；

图中：1－台车式电阻炉、2－敞口式箱体、3－搁架、4－吊耳、5－天车

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

实施例一：

如图1、图2所示，一种铝合金大锻件的热处理方法，先制作加工热处理加热装置，主要由敞口式箱体2、搁架3组成，敞口式箱体2为底部和四周密封、上部敞口结构的箱体，敞口式箱体2设置在台车式电阻炉1的台车上，然后将需要热处理的铝合金锻件放在搁架3上，在固溶热处理时，先将敞口式箱体2内的温度升到保温温度，然后再将搁架3及锻件放入敞口式箱体2中，加热升温，固溶保温结束后，将搁架3吊出敞口式箱体2，进行下一步的热处理工序如水冷、空冷等，如锻件还需时效，则敞口式箱体2内温度冷却低于时效温度后，再及时将锻件放在搁架(3)上吊入敞口式箱体2中进行时效；锻件进行退火或时效热处理，则直接将锻件放在搁架(3)吊入敞口式箱体2中随敞口式箱体2一起升温，在升温保温结束后根据工艺要求进行冷却即可。在本发明中，所述搁架3及锻件通过行车5、吊耳4放入敞口式箱体2中。

所述搁架3上设有热电偶，热电偶通过补偿导线与温度记录仪连接，监测铝合金锻件温度。

所述敞口式箱体2为铁皮焊接制成，搁架3由角钢焊接而成。

采用本方法进行热处理的铝合金锻件无过热、过烧现象，力学性能也能满足相关标准的要求，本方法及装置结构简单，制作加工成本低，特别适合没有专门加热2.5m以上大型铝合金锻件设备的企业使用。

实施例二：

如图1、图2、图3、图4所示：一种2A14(LD10)材质框架锻件的热处理方法，锻件外形尺寸为φ3010 mm×φ2725 mm×130mm，利用实施例一所述的热处理加热装置，热处理工艺为固溶加冷变形加时效处理(见图3)，具体为：

升温：利用程控或手控将敞口式箱体2内升温至锻件固溶保温温度500℃，待保温温度稳定后，再将搁架3及锻件放入敞口式箱体2中，将台车式电阻炉1的温度设定为保温温度下限值495℃，程控或手控升温，待温度升至495℃后保温一定时间稳定后再升至500℃，

保温：500℃保温6.5小时～7小时，

固溶出炉冷却：保温结束后，锻件随搁架3吊出敞口式箱体2转固溶冷却的转移时间为25S，

变形：固溶冷却后锻件立即按照锻造工艺要求进行冷变形，

时效：固溶冷变形后立即进行时效处理，固溶与时效间隔时间2小时40分钟，炉温和敞口式箱体(2)温度内低于时效温度后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中加热升温，先将温度设定为保温温度下限值155℃，待温度稳定后再升温至160℃保温12小时～12.5小时，保温结束后空冷至室温。

经本方法热处理的锻件无过热、过烧现象(见图4金相显微组织图)，力学性能指标见表1所示，满足相关标准的要求。

表1：2A14(LD10)材质框架锻件力学性能

实施例三：

如图1、图2、图5、图6所示：一种LY19材质的环状锻件的热处理方法，外形尺寸为Φ1500mm×Φ1200mm×510mm，利用实施例一所述的热处理加热装置，热处理工艺为固溶加冷变形加时效处理(见图5)，具体为：

升温：利用程控或手控将敞口式箱体2内升温至锻件固溶保温温度535℃，待保温温度稳定后，再将搁架3及锻件放入敞口式箱体2中，将台车式电阻炉1的温度设定为保温温度下限值530℃，程控或手控升温，待温度升至530℃后保温一定时间稳定后再升至535℃，

保温：535℃保温7.5小时～8小时，

固溶出炉冷却：保温结束后，锻件随搁架3吊出敞口式箱体2转固溶冷却的转移时间为26S，

变形：固溶冷却后锻件立即按照锻造工艺要求进行冷变形，

时效：固溶冷变形后立即进行时效处理，固溶与时效间隔时间2小时30分钟，炉温和敞口式箱体(2)温度内低于时效温度后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中加热升温，先将温度设定为保温温度下限值160℃，

待温度稳定后再升温至165℃保温18小时～18.5小时，保温结束后空冷至室温。

经本方法热处理的锻件无过热、过烧现象(见图6金相显微组织图)，力学性能指标见表2所示，满足相关标准的要求。

表2  LY19材质的环状锻件力学性能

Claims (4)

1.一种铝合金大锻件的热处理方法，其特征在于：先制作加工热处理加热装置，主要由敞口式箱体(2)、搁架(3)组成，敞口式箱体(2)为底部和四周密封、上部敞口结构的箱体，敞口式箱体(2)设置在台车式电阻炉(1)的台车上，然后将需要热处理的铝合金锻件放在搁架(3)上，在固溶热处理时，先将敞口式箱体(2)内的温度升到保温温度，然后再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中，加热升温，固溶保温结束后，将搁架(3)吊出敞口式箱体(2)，进行下一步的热处理工序如水冷、空冷等，如锻件还需时效，则敞口式箱体(2)内温度冷却低于时效温度后，再及时将锻件放在搁架(3)上吊入敞口式箱体(2)中进行时效；锻件进行退火或时效热处理，则直接将锻件放在搁架(3)上吊入敞口式箱体(2)中随敞口式箱体(2)一起升温，在升温保温结束后根据工艺要求进行冷却即可。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金大锻件的热处理方法，其特征在于所述搁架(3)上设有设有热电偶，热电偶通过补偿导线与温度记录仪连接。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金大锻件的热处理方法，其特征在于所述锻件为2A14材质的框架结构，锻件外形尺寸为φ3010mm×φ2725mm×130mm，热处理工艺为固溶加冷变形加时效处理，具体为：

升温：利用程控或手控将敞口式箱体(2)内升温至锻件固溶保温温度500℃，待保温温度稳定后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中，将台车式电阻炉(1)的温度设定为保温温度下限值495℃，程控或手控升温，待温度升至495℃后保温一定时间稳定后再升至500℃，

保温：500℃保温6.5小时～7小时，

固溶出炉冷却：保温结束后，锻件随搁架(3)吊出敞口式箱体(2)转固溶冷却的转移时间为25S，

变形：固溶冷却后锻件立即按照锻造工艺要求进行冷变形，

时效：固溶冷变形后立即进行时效处理，固溶与时效间隔时间2小时40分钟，炉温和敞口式箱体(2)温度内低于时效温度后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中加热升温，先将温度设定为保温温度下限值155℃，待温度稳定后再升温至160℃保温12小时～12.5小时，保温结束后空冷至室温。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金大锻件的热处理方法，其特征在于所述锻件为LY19材质的环状结构，锻件外形尺寸为Φ1500mm×Φ1200mm×510mm，热处理工艺为固溶加冷变形加时效处理，具体为：

升温：利用程控或手控将敞口式箱体(2)内升温至锻件固溶保温温度535℃，待保温温度稳定后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中，将台车式电阻炉(1)的温度设定为保温温度下限值530℃，程控或手控升温，待温度升至530℃后保温一定时间稳定后再升至535℃，

保温：535℃保温7.5小时～8小时，

固溶出炉冷却：保温结束后，锻件随搁架(3)吊出敞口式箱体(2)转固溶冷却的转移时间为26S，

变形：固溶冷却后锻件立即按照锻造工艺要求进行冷变形，

时效：固溶冷变形后立即进行时效处理，固溶与时效间隔时间2小时30分钟，炉温和敞口式箱体(2)温度内低于时效温度后，再将搁架(3)及锻件放入敞口式箱体(2)中加热升温，先将温度设定为保温温度下限值160℃，待温度稳定后再升温至165℃保温18小时～18.5小时，保温结束后空冷至室温。