CN108405773A

CN108405773A - 一种轻量化铝合金底盘件加工方法

Info

Publication number: CN108405773A
Application number: CN201810310111.0A
Authority: CN
Inventors: 华林; 许周礼; 胡志力; 赵宁
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明涉及一种轻量化铝合金底盘件加工方法，以T6态铝合金为坯料下料，坯料在加热设备中加热至固溶温度以下50‑150℃，加热时间及保温时间3‑30分钟，将模具加热至300‑550℃，将坯料转移至模具使之成形为锻件，之后将锻件取出并水淬至室温，然后将锻件冷后切边，进行机加工处理、得到最终产品。由于坯料本身为时效硬化态铝合金，因此无需进行传统热模锻工艺中所必须采用的后续固溶时效热处理强化，从而缩短了成形的生产周期，大大提高了生产效率，同时能够保证产品的使用性能，也降低成本。

Description

一种轻量化铝合金底盘件加工方法

技术领域

本发明属于铝合金锻件热成型领域，具体涉及一种轻量化铝合金底盘件加工方法。

背景技术

在汽车制造业中，通常采用铝合金车身实现汽车结构的轻量化，从而达到节能环保的目的，因此，可热处理强化铝合金的锻造锻件及冲挤件在汽车制造中获得了较为广泛的应用，虽然其量不大(仅占总用铝量的1.4％左右)，但是确是承受大的静载荷及动负载的零件，因而十分重要。

目前，铝合金底盘件模锻成形时，工艺流程长。比如，如图1所示，国内铝合金模锻成形工艺一般为：F态坯料下料-加热-制坯-锻造成形-冷后切边-再次加热-固溶处理-转移- 时效处理；德国铝合金锻造成形工艺一般为：下料-加热-辊锻制坯-预锻-终锻-切边校正-再次加热-固溶处理-时效处理。

为保证坯料处于合理锻造温度区间内，现有模锻成形工艺过程中对坯料进行多次加热，且在锻后进行固溶处理时需对锻件再次进行加热，工序复杂，生产成本高、固溶与时效热处理持续时间长，降低了铝合金锻件的生产效率，可是热处理强化锻造铝合金的低温成型性能差，只有在高温下才具有良好的塑性，因此要想对铝合金材料锻件加工必须在高温下进行，高温环境下铝合金的塑性提高，但在实际生产过程中加工时间极短，且加工温度低于固溶温度，在短时间内强化相溶解较小，因此恢复室温下锻件的力学性能影响较小。

专利文献CN102974675A公开了一种提高铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法。包括将铝合金钣金件固溶保温水淬，放入热态模具中二次加热，压制成形后进行时效处理。该方法生产的钣金件对设备要求低，产品强度高。然而，该方法任需对产品做固溶保温及后续长时间的时效处理，并没有简化成形工序，对生产效率的提高十分有限。

发明内容

本发明的目的是针对现有模锻成形工艺产品生产耗时长、多次加热转移耗能大、高温下时间极短的问题，提供一种轻量化铝合金底盘件加工方法，该方法生产时间短，能够满足产品的使用性能，成本低。

本发明所采用的技术方案是：

一种轻量化铝合金底盘件加工方法，包括步骤：

S1、以T6态铝合金为坯料下料，坯料在加热设备中加热至固溶温度以下50-150℃，加热时间以及保温时间控制在3-30分钟；

S2、将模具加热至300-550℃；

S3、将坯料取出转移至模具使之成形为锻件；

S4、将锻件取出，然后水淬至室温；

S5、将锻件冷后切边，然后进行机加工处理、得到最终产品。

进一步地，T6态铝合金为时效硬化态铝合金，热锻完成后，无需进行后续的固溶时效热处理等操作，即可获得时效强化态的锻件。

进一步地，坯料从加热炉转移至模具锻造时间小于7s；对于需要进行多次模锻的复杂锻件，锻件在两相邻模具之间转移时间小于5s。

进一步地，加热设备为电阻炉。

本发明的有益效果是：

本发明采用T6态铝合金进行快速热成形，较现有的使用F态坯料成形后热处理具有以下优势：1)使用F态坯料成形加工后，为改善性能，任需要固溶+人工时效热处理强化，热处理强化所需的时间至少十个小时以上，而采用T6态铝合金进行快速热成形，不需要继续热处理强化，节省锻件生产商至少十个小时以上的生产时间，降低产品生产时间，大大提高了生产效率；2)快速加热及保温较短可以使铝合金具有良好的塑性便于加工，由于高温时间短，T6态铝合金本身固溶时效析出的均匀化强化相不被高温影响或将影响降至最低，经过大量实验，加热温度低于固溶温度50-150摄氏度之间，加热及保温时间总和较短前提下，铝合金在该温度下的延伸率可达到20％以上，冷却后硬度及抗拉强度等力学性能较变形前下降较小，符合产品强度要求，也就是说，虽然减少了热处理时间，但是仍然能够满足产品的使用性能；3)T6态坯料铝合金锻件快速热成形方法不需要固溶时效处理所需的加热设备、冷却池以及该转移过程中所需的人工或机械设备，从而缩短了生产线、降低了人工成本和设备成本，唯一增加的成本是T6态的坯料的价格高于F态材料，但铝合金生产商热处理量更大、相对成本更低。总的比较，虽然T6态坯料价格较F态坯料无优势，但降低的成本效果任然十分明显。

附图说明

图1是现有铝合金底盘件模锻成形的示意图。

图2是本发明实施例中铝合金底盘件加工示意图。

图中：1、8-电阻炉；2、5、9-坯料；3、7-转移装置；4-上模；6-下模。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种轻量化铝合金底盘件加工方法，如图2所示，对于只需进行一次模锻的锻件，包括步骤：

S1、以T6态铝合金为坯料下料，将坯料放入加热设备中加热固溶温度以下50-150℃，加热时间及保温时间3-30分钟；

S2、将预锻模加热至300-550℃；

S3、将坯料取出转移至预锻模使之成形为锻件；

S4、将锻件取出，然后水淬至室温；

步骤1中进行加热的坯料为时效硬化态铝合金坯料，锻压完成后，无需进行后续的固溶时效热处理等操作，即可获得时效强化态的零件。

一种轻量化铝合金底盘件加工方法，对于需要进行多次模锻的复杂锻件，包括步骤：

S2、将各个锻模预热至300-550℃；

S3、将坯料转移至预锻模完成预锻；

S4、将锻件迅速取出转移至另一模具中锻模成形，期间确保转移时间短，锻造时间短；

S5、最终将锻件迅速转移至终锻模进行终锻模成形；同样确保迅速转移，快速模锻成；

S6、将锻件取出，水淬至室温；

S7、将锻件冷后切边，然后进行机加工处理、得到最终产品；

其中，多次模锻(需要两次及以上模锻)中锻件在两模具之间转移的时间的应尽量短，锻件在两相邻模具之间转移时间小于5s，即避免多次模锻工件转移时间过长温度下降过多，也确保成形出的零部件满足产品使用要求的力学性能。

如图2所示，在本实施例中，加热设备可选用电阻炉1，但不局限于电阻炉。

本发明采用T6态铝合金进行快速热成形，较现有的使用F态坯料成形后热处理具有以下优势：

1)使用F态坯料成形加工后，为改善性能，任需要固溶+人工时效热处理强化，热处理强化所需的时间至少十个小时以上，而采用T6态铝合金进行快速热成形，不需要继续热处理强化，节省锻件生产商至少十个小时以上的生产时间，降低产品生产时间，大大提高了生产效率。

2)快速加热及保温较短可以使铝合金具有良好的塑性便于加工，由于高温时间短， T6态铝合金本身固溶时效析出的均匀化强化相不被高温影响或将影响降至最低，经过大量实验，加热温度低于固溶温度50-150摄氏度之间，加热及保温时间控制在3-30分钟，铝合金在该温度下的延伸率可达到20％以上，冷却后硬度及抗拉强度等力学性能较变形前下降较小，符合产品要求，也就是说，虽然减少了加工热处理时间，但是仍然能够满足产品的使用性能。

3)T6态坯料铝合金锻件快速热成形不需要固溶时效处理所需的加热设备、冷却池以及该转移过程中所需的人工或机械设备，缩短了生产线、降低了人工成本和设备成本，唯一增加的成本是T6态的坯料的价格高于F态材料，但铝合金生产商热处理量更大、相对成本更低，总的比较，虽然T6态坯料价格较F态无优势，但降低的成本效果任然十分明显。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种轻量化铝合金底盘件加工方法，其特征在于：包括步骤，

S1、以T6态铝合金为坯料下料，坯料在加热设备中加热至固溶温度以下50-150℃，加热时间及保温时间控制在3-30分钟；

S2、将模具加热至300-550℃；

S3、将坯料取出转移至模具进行锻造；

S4、将锻件取出，然后水淬至室温；

2.如权利要求1所述的轻量化铝合金底盘件加工方法，其特征在于，T6态铝合金为时效硬化态铝合金，热锻完成后，无需进行后续的固溶时效热处理等操作，即可获得时效强化态的锻件。

3.如权利要求1所述的轻量化铝合金底盘件加工方法，其特征在于：坯料从加热炉转移至模具锻造时间小于7s；对于需要进行多次模锻的复杂锻件，锻件在两相邻模具之间转移时间小于5s。

4.如权利要求1所述的轻量化铝合金底盘件加工方法，其特征在于：加热设备为电阻炉。