CN104722689A - 一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，利用液压机通过对铝合金铸锭各个方向上的鐓粗、拔长改锻，经过整体式的均匀化锻造的加工后，明显提高大型铝合金锻件的性能和整体性能的均匀性，经过整体改锻加工后，锻件的力学性能及抗腐蚀能力增强，原有铸锭内的气孔、疏松、缩孔等缺陷有效改善消除，加工后的锻件工作时能承受轴压、轴拉、内压、外压和局部应力集中等多种复杂载荷。

Description

一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法

技术领域

本发明涉及金属锻造工艺领域，尤其是一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻的工艺方法。

背景技术

铝合金作为一种轻质高强的结构材料广泛应用于各类航空航天产品中，随着我国航天事业的高速发展，特别是是重型运载火箭的立项，对高性能高均质的铝合金产品特别是大型锻件的需求十分巨大。铸锭是将熔化的金属倒入永久的或可以重复使用的铸模中制造出来的，凝固之后，这些铸锭（或棒料、板坯或方坯，根据容器而定）被进一步机械加工成多种新的形状。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形将柱状晶破细晶粒，将疏松压实才能获得优良的金属组织和机械性能。

过去大型铝合金锻件成型一直是以鐓粗、成型的方式来实现。大型铝合金铸锭在浇铸结晶时，存在气孔、疏松、缩孔等无法避免的冶金缺陷，采用传统方法制造的铝合金锻件因锻造变形不足，存在整体性能不足且锻件各个方向上的力学性能差距十分明显，航空航天用大型铝合金锻件工作时承受轴压、轴拉、内压、外压和局部应力集中等多种复杂载荷，对产品的性能要求极高，采用传统工艺制造的产品无法满足使用要求。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供结构合理的一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，从而提高大型铝合金锻件的性能和整体性能的均匀性，实现大型铝合金高锻件的后续成型性能。

本发明所采用的技术方案如下：

一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，包括如下加工步骤：

第一步，采用铸锭方法制备毛坯；

第二步，加热铸锭毛坯，加热温度为固溶温度下40℃；

第三步，将铸锭毛坯轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按45%-55%控制；

第四步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第五步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第六步，将铸锭径向X向拔长，铸锭径向X向拔长变形按35%--45%控制；第七步，将铸锭径向X向鐓粗，铸锭径向X向鐓粗变形按50%-60%控制；

第八步，将铸锭径向Y向拔长，铸锭径向Y向拔长变形按35%--45%控制；

第九步，将铸锭径向Y向鐓粗，铸锭径向Y向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第十一步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十二步，铸锭改锻完毕后径向轴向锻造，锻造成所需产品。

本发明的有益效果如下：

本发明利用液压机通过对铝合金铸锭各个方向上的鐓粗、拔长改锻，经过整体式的均匀化锻造的加工后，明显提高大型铝合金锻件的性能和整体性能的均匀性，通过该方法锻造的大型铝合金锻件的性能和均匀性都得到显著提高也明显，气孔、疏松、缩孔等缺陷加以消除，基本满足航空航天行业要求；本发明还提供了具体的加热工艺工艺参数，以改善上述出现的性能不足和不均匀性现象，从而实现大型铝合金高锻件的后续成型性能。

附图说明

图1为本发明的锻造工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，包括如下加工步骤：第一步，采用铸锭方法制备毛坯；

第二步，加热铸锭毛坯，加热温度为固溶温度下40℃；

第三步，将铸锭毛坯轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按45%-55%控制；

第四步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第五步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第六步，将铸锭径向X向拔长，铸锭径向X向拔长变形按35%--45%控制；

第七步，将铸锭径向X向鐓粗，铸锭径向X向鐓粗变形按50%-60%控制；

第八步，将铸锭径向Y向拔长，铸锭径向Y向拔长变形按35%--45%控制；

第九步，将铸锭径向Y向鐓粗，铸锭径向Y向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第十一步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十二步，铸锭改锻完毕后径向轴向锻造，锻造成型所需产品。

实施例一

本实施例的大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，包括如下加工步骤：

第一步，采用铸锭方法制备毛坯；

第二步，加热铸锭毛坯，加热温度为固溶温度下40℃；

第三步，将铸锭毛坯轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%控制；

第四步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按40%控制；

第五步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按55%控制；

第六步，将铸锭径向X向拔长，铸锭径向X向拔长变形按40%控制；

第七步，将铸锭径向X向鐓粗，铸锭径向X向鐓粗变形按55%控制；

第八步，将铸锭径向Y向拔长，铸锭径向Y向拔长变形按40%控制；

第九步，将铸锭径向Y向鐓粗，铸锭径向Y向鐓粗变形按55%控制；

第十步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按40%控制；

第十一步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按55%控制；

第十二步，铸锭改锻完毕后径向轴向锻造，根据所需要加工的产品尺寸，锻造成型加工成所需产品的结构。

实施例二

本实施例中的大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，包括如下加工步骤：

第一步，采用铸锭方法制备毛坯，所述毛坯为一直径为588mm，高为1685mm的圆柱体；

第二步，加热圆柱体结构的毛坯，加热温度为固溶温度下40℃；

第三步，将铸锭毛坯轴向鐓粗为直径为858mm，高为850mm的圆柱体；

第四步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长为轴向长度为1400mm，X向高度为572mm，Y向宽度为572mm的长方体；

第五步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗为轴向长度为808mm，X向高度为700mm，Y向宽度为808mm的长方体；

第六步，将铸锭径向X向拔长，铸锭径向X向拔长为轴向长度为572mm, X向长度为1400mm，Y向宽度为572mm的长方体；

第七步，将铸锭径向X向鐓粗，铸锭径向X向鐓粗为轴向长度为808mm, X向长度为700mm，Y向宽度为808mm的长方体；

第八步，将铸锭径向Y向拔长，铸锭径向Y向拔长为轴向长度为572mm, X向长度为572mm，Y向宽度为1400mm的长方体；

第九步，将铸锭径向Y向鐓粗，铸锭径向Y向鐓粗为轴向长度为808mm, X向长度为700mm，Y向宽度为808mm的长方体；

第十步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长为轴向长度为1400mm, X向长度为572mm，Y向宽度为572mm的长方体；

第十一步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗为轴向长度为808mm, X向长度为700mm，Y向宽度为808mm的长方体；

第十二步，铸锭改锻完毕后径向轴向锻造，根据所需要加工的产品尺寸，锻造成型加工成所需产品的结构。

上述所指的轴向方向即为图中所示的Z向。

本发明通过均匀化改锻方法有效提高了大型铝合金锻件的性能和均匀性，经过上述锻造、热处理之后，能够获得锻件良好的力学性能和腐蚀能力，气孔、疏松、缩孔等缺陷加以消除，最后锻造完成的锻件在工作时可以出色地承受轴压、轴拉、内压、外压和局部应力集中等多种复杂载荷，能够满足航空航天行业要求。

本发明利用液压机通过对铝合金铸锭各个方向上的鐓粗、拔长改锻，从而提高大型铝合金锻件的性能和整体性能的均匀性。

本发明还提供了具体的加热工艺工艺参数，以改善上述出现的性能不足和不均匀性现象，从而实现大型铝合金高锻件的后续成型性能。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.一种大规格铝合金铸锭均匀化改锻方法，其特征在于：包括如下加工步骤：

第一步，采用铸锭方法制备毛坯；

第二步，加热铸锭毛坯，加热温度为固溶温度下40℃；

第三步，将铸锭毛坯轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按45%-55%控制；

第四步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第五步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第六步，将铸锭径向X向拔长，铸锭径向X向拔长变形按35%--45%控制；第七步，将铸锭径向X向鐓粗，铸锭径向X向鐓粗变形按50%-60%控制；

第八步，将铸锭径向Y向拔长，铸锭径向Y向拔长变形按35%--45%控制；

第九步，将铸锭径向Y向鐓粗，铸锭径向Y向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十步，将铸锭轴向拔长，铸锭轴向拔长变形按35%--45%控制；

第十一步，将铸锭轴向鐓粗，铸锭轴向鐓粗变形按50%-60%控制；

第十二步，铸锭改锻完毕后径向轴向锻造，锻造成所需产品。