CN108213316A - 2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锻件制造技术领域，尤其是2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，通过棒材锯切、加热保温、矩形环坯制备、多次异形环坯制备、再将其锻造成锻件，使得获得的2219铝合金大锥角锥形环锻件的外形更接近零件，保持了锻件流线完整，且后续的加工余量小，加工的周期短，材料利用率高。而且获得的环件本身是完整的圆环，内部组织均匀，不需进行焊接，从而解决板材卷曲焊接的组织差异及变形的问题。

Description

2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法
技术领域
本发明涉及锻件制造技术领域，尤其是2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法。
背景技术
2219铝合金具有强度高，低温和高温力学性能好，断裂韧度高，抗应力腐蚀性能好等特点，在航空和航天工业中获得广泛的应用。2219铝合金带内法兰高筒异形环锻件是航空发动机常用的一类零件。目前，2219铝合金带内法兰高筒异形环锻件的现有生产方法主要有两种：1)用板材卷曲焊接得到；2)对矩形环件进行机械加工得到。
采用第一种方法，锻件焊缝处的材料组织与其它区域存在差异，会造成锻件性能下降；同时，在后续加工和使用过程中，焊接应力的释放会产生较大的锻件变形，致使产品报废。采用第二种方法，后续需要切削去除的合金较多，材料浪费大，不符合可持续发展的要求；同时，机械加工会破坏锻件的流线完整性，延长加工周期，增加生产成本。
为此，现有技术中，有技术文献针对上述两个问题，对2219铝合金带内法兰高筒异形环锻件的制造方法进行了改进，，包括制矩形环胚、制异形环胚、制预轧异形环坯、制最终锻件等步骤，其特征在于：在所述制异形环胚步骤中，将矩形环坯套在异形马杠上，异形马杠平放在马架上，在矩形环坯中部的外圆上放置拍板，矩形环胚的外圆与拍板的凹形下表面接触，环胚两端未被拍板覆盖；压机上砧下降通过拍板的上表面平面对矩形环胚施加压力，同时，机械手转动矩形环坯，在异形马杠和拍板的挤压下，矩形环坯中部的内径扩大，壁厚变薄，且胚料向两端分料，制得异形环坯。通过：在压机上砧和环胚间增加了拍板，使胚料在制胚阶段就被分料，使环胚形状尺寸更接近目标锻件，使后续加工难度降低，周期缩短，效率提高；由于是整体制胚，环件内部组织均匀，解决了现有技术存在的组织差异和应力释放问题。
但是，对于2219铝合金大锥角锥形环锻件的制造，并未有相应的技术文献针对上述技术问题改进进行报道。基于此，本研究者结合2219铝合金大锥角锥形环锻件的特性，以及存在的上述技术问题，对2219铝合金大锥角锥形环锻件的制造方法提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法。
具体是通过以下技术方案得以实现：
2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，包括2219铝合金棒材锯切、加热保温、制备矩形环坯、制备异形环坯、制备锻件步骤，加热保温是加热至460-480℃后，按照2219铝合金棒材每10mm的有效厚度保温20min。使得2219铝合金棒材内外受热均匀，确保在后续加工矩形环坯、异形环坯和锻件的工序中，不会因为局部受热导致棒材开裂或者加工难度较高、甚至需要进行二次加热处理的现象，提高了加工的合格率，降低了废品率以及提高了材料利用率，降低了生产成本。
具体在加工过程中，是按照以下步骤进行的：
1)将2219铝合金棒材锯切，加热至460-480℃，按照2219铝合金棒材每10mm的有效厚度保温20min；
2)将保温结束的棒材进行镦粗、冲孔、马架扩孔，获得矩形环坯；
3)将模具A放入矩形环坯上端，在压机带动下，砧板对模具A施加压力F1，使模具A缓慢压入矩形环坯内，模具完全进入矩形环坯后，砧板继续对模具A施加压力F1，保持10-15s，然后反向退出模具A，获得异形环坯A；
4)将模具B放入异形环坯A上端，在压机带动下，砧板对模具B施加压力F2，使模具B缓慢压入异形环坯A内，模具B完全进入异形环坯A后，砧板继续对模具B施加压力F2，保持10-15s，然后反向退出模具B，获得异形环坯B；
5)将异形环坯B放入模具C中，将模具D放入异形环坯B上端，在压机带动下，砧板对模具D施加压力F3，使模具D缓慢压入异形环坯B内，且异形环坯B完全充满模具C内腔，砧板继续对模具D施加压力F3，保持10-15S，然后反向退出模具D，获得大锥角锥形环锻件。
优选，F1的压力范围为800～1200T。
优选，F2的压力范围为800～1200T。
优选，F3的压力范围为1000～1200T。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
采用上述制造方法，使得获得的2219铝合金大锥角锥形环锻件的外形更接近零件，保持了锻件流线完整，且后续的加工余量小，加工的周期短，材料利用率高。而且获得的环件本身是完整的圆环，内部组织均匀，不需进行焊接，从而解决板材卷曲焊接的组织差异及变形的问题。
获得的锻件的力学性能，如下表所示：
附图说明
图1为本发明创造的工艺流程图。
图2为模具A对矩形环坯处理示意图。
图3为模具A对矩形环坯处理结束后，获得异形环坯A的示意图。
图4为模具B对异形环坯A处理示意图。
图5为模具B对异形环坯A处理结束后，获得异形环坯B的示意图。
图6为模具C和模具D对异形环坯B处理示意图。
图7为模具C和模具D对异形环坯B处理结束后，获得大锥角锥形环锻件的示意图。
1-矩形环坯 2-模具A 3-异形环坯A 4-模具B 5-异形环坯B6-模具C 7-模具D 8-大锥角锥形环锻件。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明创造采用的模具A、模具B、模具C、模具D如图2至7所示的结构示意，只要能够实现如图2至7结构示意的模具结构，即可用于本发明创造中的操作。
对于本发明创造在采用的棒材原材料中，其化学成分以质量百分含量计，余量为铝，具体如下表所示：
实施例
2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，包括以下步骤：
1)将2219铝合金棒材锯切，加热至460-480℃，按照2219铝合金棒材每10mm的有效厚度保温20min；
2)将保温结束的棒材进行镦粗、冲孔、马架扩孔，获得矩形环坯1；
3)将模具A2放入矩形环坯1上端，在压机带动下，砧板对模具A2施加压力F1，使模具A2缓慢压入矩形环坯1内，模具2完全进入矩形环坯1后，砧板继续对模具A2施加压力F1，保持10-15s，然后反向退出模具A2，获得异形环坯A3；
4)将模具B4放入异形环坯A3上端，在压机带动下，砧板对模具B4施加压力F2，使模具B4缓慢压入异形环坯A3内，模具B4完全进入异形环坯A3后，砧板继续对模具B4施加压力F2，保持10-15s，然后反向退出模具B4，获得异形环坯B5；
5)将异形环坯B5放入模具C6中，将模具D7放入异形环坯B5上端，在压机带动下，砧板对模具D7施加压力F3，使模具D7缓慢压入异形环坯B5内，且异形环坯B5完全充满模具C6内腔，砧板继续对模具D7施加压力F3，保持10-15S，然后反向退出模具D7，获得大锥角锥形环锻件8。
在某些实施例中，F1的压力范围为800～1200T。
在某些实施例中，F2的压力范围为800～1200T。
在某些实施例中，F3的压力范围为1000～1200T。
通过棒材锯切、加热保温、矩形环坯制备、多次异形环坯制备、再将其锻造成锻件，使得获得的2219铝合金大锥角锥形环锻件的外形更接近零件，保持了锻件流线完整，且后续的加工余量小，加工的周期短，材料利用率高。而且获得的环件本身是完整的圆环，内部组织均匀，不需进行焊接，从而解决板材卷曲焊接的组织差异及变形的问题。并且在加工过程中，由于加热保温后的棒材的受热均匀，避免了受热不均导致的棒材出现裂纹的现象，提高了锻件合格率，降低加工成本。
以上实施例仅限于对本发明创造的技术方案做出进一步的解释和说明，并非对本发明创造的技术方案的限定，本领域技术人员在此基础上，做出的非突出的实质性特征和非显著进步的改进，均属于本发明创造的保护范围。

Claims (5)

1.2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，包括2219铝合金棒材锯切、加热保温、制备矩形环坯、制备异形环坯、制备锻件步骤，其特征在于，加热保温是加热至460-480℃后，按照2219铝合金棒材每10mm的有效厚度保温20min。
2.如权利要求1所述的2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将2219铝合金棒材锯切，加热至460-480℃，按照2219铝合金棒材每10mm的有效厚度保温20min；
2)将保温结束的棒材进行镦粗、冲孔、马架扩孔，获得矩形环坯(1)；
3)将模具A(2)放入矩形环坯(1)上端，在压机带动下，砧板对模具A(2)施加压力F1，使模具A(2)缓慢压入矩形环坯(1)内，模具(2)完全进入矩形环坯(1)后，砧板继续对模具A(2)施加压力F1，保持10-15s，然后反向退出模具A(2)，获得异形环坯A(3)；
4)将模具B(4)放入异形环坯A(3)上端，在压机带动下，砧板对模具B(4)施加压力F2，使模具B(4)缓慢压入异形环坯A(3)内，模具B(4)完全进入异形环坯A(3)后，砧板继续对模具B(4)施加压力F2，保持10-15s，然后反向退出模具B(4)，获得异形环坯B(5)；
5)将异形环坯B(5)放入模具C(6)中，将模具D(7)放入异形环坯B(5)上端，在压机带动下，砧板对模具D(7)施加压力F3，使模具D(7)缓慢压入异形环坯B(5)内，且异形环坯B(5)完全充满模具C(6)内腔，砧板继续对模具D(7)施加压力F3，保持10-15S，然后反向退出模具D(7)，获得大锥角锥形环锻件(8)。
3.如权利要求2所述的2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，其特征在于，所述的压力F1的压力范围为800～1200T。
4.如权利要求2所述的2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，其特征在于，所述的压力F2的压力范围为800～1200T。
5.如权利要求2所述的2219铝合金大锥角锥形环锻件制造方法，其特征在于，所述的压力F3的压力范围为1000～1200T。
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