CN109554641B - 一种铝合金环锻件形变热处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种铝合金环锻件形变热处理工艺，包括如下步骤，步骤一：固溶淬火处理，采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件进行固溶处理；步骤二：冷轧准备；步骤三：冷轧变形；步骤四：时效处理；本发明采用一种局部断续累积塑性变形工艺，具有生产效率较高、变形控制精准、成形精度高等优点，以此代替传统的冷压和冷胀变形，在提高合金强度、消除残余应力的同时，避免了冷压变形中翘曲、椭圆变形等问题的发生，也避免了新增冷胀变形专用设备的问题。

Description

一种铝合金环锻件形变热处理工艺

技术领域

本发明涉及铝合金形变热处理领域，尤其涉及一种铝合金环锻件形变热处理工艺。

背景技术

环锻件广泛应用于风电设备、核电装备、航空航天等各个工业制造领域，近年来，各行业对整体锻环的需求量越来越大，总体要求也在不断提高。铝合金具有比强度高、断裂韧性好、综合性能优良等优势，能够满足航空航天产品对高结构效率、轻质化的需求，因此铝合金环锻件广泛应用于航空航天领域的重要紧固连接件与关键承力构件中。航天产品正朝着大型化、整体化、轻质化、精确化的方向发展，对铝合金锻环的精确成形和可靠稳定性制造技术提出了更高的要求。

目前，对于大型铝合金环锻件的生产，一般采用径-轴向轧制工艺技术成形出尺寸规格符合设计要求的环锻件，然后对环锻件进行固溶+冷变形+时效处理，达到细化组织提高性能的目的。已有研究表明，在可热处理强化铝合金的固溶和时效间增加冷变形工序，将形变强化和相变强化相结合，可提高合金强度、消除残余应力，加快时效响应速度，目前大型铝合金环锻件的冷变形主要采用冷压变形和冷胀变形两种工艺方式。冷压变形是沿环锻件轴向进行压下变形，受锻压设备工作空间的限制，大型环锻件的冷压变形一般是沿着圆周方向逐段进行局部压下变形，这容易导致环锻件变形不均匀，出现翘曲、椭圆变形等问题；冷胀变形一般在胀形机上进行，该工艺需另外配备专用设备，对厂房及其配套设备提出了更高的要求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种铝合金环锻件形变热处理工艺。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种铝合金环锻件形变热处理工艺，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件进行固溶处理，将环锻件装入淬火料框或置于淬火专用工装中，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，预热加热温度按环锻件材料的固溶温度范围设定，达到设定的温度范围后保温0.5-3h，使固溶淬火炉的炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，待炉内温度重新恢复至设定的温度范围时开始保温并计时，保温时间按照环锻件的有效尺寸计算，保温系数为2.0-2.5min/mm；

在环锻件保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至20-50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到保温时间后，快速开启炉门，对环锻件进行快速淬火，淬火转移时间≤25s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，让环锻件完全浸泡在水中，水中浸泡时间≥20min；

步骤二：冷轧准备

环锻件经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件的外侧接触有主轧辊、左抱辊与右抱辊且主轧辊位于左抱辊与右抱辊之间，环锻件的内侧接触有芯辊，主轧辊、左抱辊、右抱辊和芯辊的轴线均与环锻件的轴线平行，环锻件、主轧辊和芯辊同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件远离主轧辊一侧的上端接触有上锥辊，环锻件远离主轧辊一侧的下端接触有下锥辊；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1115-1315mm/s，主轧辊驱动环锻件顺时针转动，芯辊以顺时针向主轧辊方向运动，环锻件驱动上锥辊以顺时针方向转动，环锻件驱动下锥辊、左抱辊和右抱辊均以逆时针方向转动；

芯辊沿径向以0.1-1.2mm/s的速度朝主轧辊方向作进给运动，环锻件在主轧辊和芯辊的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在1.5-4.5％，控制变形的时间，为防止环锻件上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊和下锥辊不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件的高度不变，整个冷轧变形过程需要在规定的时间内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的环锻件进行时效处理，需保证时效处理在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，加热温度根据环锻件材料的时效温度范围设定，需在1-3h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，达到设定的保温时间后，停机出炉，将环锻件置于空气中冷却。

特别的，步骤二中芯辊的直径为200-400mm。

特别的，步骤三中规定的时间为固溶处理出炉后2h。

特别的，步骤三中变形的时间为10-120s。

特别的，步骤四中的保温时间满足标准GJB 1694《变形铝合金热处理规范》的要求。

本发明的有益效果是：(1)本发明采用一种局部断续累积塑性变形工艺，通过对固溶后的环锻件进行冷轧变形，在金属中引入了位错缺陷，进而影响析出相的形核动力学和分布，有利于在时效处理过程中析出弥散细小的强化相，从而使其强度提高，冷轧变形和时效热处理协同调控时效析出相可显著提高环锻件力学性能，对于2219铝合金，增加冷轧变形后，可使强度提高20-60MPa；

(2)本发明通过冷轧变形，固溶处理后的残余应力会大幅度降低，可将淬火残余应力降低50％以上，同时避免了冷压变形中翘曲、椭圆变形等问题的发生，也避免了新增冷胀变形专用设备的问题；

(3)径-轴向冷轧变形从径、轴两个方向对环锻件进行变形控制，因此成形环锻件尺寸精度较好，环锻件的圆度可以进一步得到校正，经冷轧变形，环锻件圆度可以控制在1.5‰以内，直径尺寸公差可以控制在2‰以内，生产效率较高、变形控制精准、成形精度高。

附图说明

图1为本发明中环锻件成形及冷轧变形工艺示意图；

图2为本发明中环锻件成形及冷轧变形工艺示意图的俯视图；

图中：1-环锻件；2-主轧辊；3-芯辊；4-上锥辊；5-下锥辊；6-后抱辊；7-前抱辊；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，一种铝合金环锻件形变热处理工艺，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件1进行固溶处理，将环锻件1装入淬火料框或置于淬火专用工装中，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，预热加热温度按环锻件1材料的固溶温度范围设定，达到设定的温度范围后保温0.5-3h，使固溶淬火炉的炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件1与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，待炉内温度重新恢复至设定的温度范围时开始保温并计时，保温时间按照环锻件1的有效尺寸计算，保温系数为2.0-2.5min/mm；

在环锻件1保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至20-50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到保温时间后，快速开启炉门，对环锻件1进行快速淬火，淬火转移时间≤25s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，让环锻件1完全浸泡在水中，水中浸泡时间≥20min；

步骤二：冷轧准备

环锻件1经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件1的外侧接触有主轧辊2、左抱辊6与右抱辊7且主轧辊2位于左抱辊6与右抱辊7之间，环锻件1的内侧接触有芯辊3，主轧辊2、左抱辊6、右抱辊7和芯辊3的轴线均与环锻件1的轴线平行，环锻件1、主轧辊2和芯辊3同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件1远离主轧辊2一侧的上端接触有上锥辊4，环锻件1远离主轧辊2一侧的下端接触有下锥辊5；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊2按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1115-1315mm/s，主轧辊2驱动环锻件1顺时针转动，芯辊3以顺时针向主轧辊2方向运动，环锻件1驱动上锥辊4以顺时针方向转动，环锻件1驱动下锥辊5、左抱辊6和右抱辊7均以逆时针方向转动；

芯辊3沿径向以0.1-1.2mm/s的速度朝主轧辊2方向作进给运动，环锻件1在主轧辊2和芯辊3的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在1.5-4.5％，控制变形的时间，为防止环锻件1上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊4和下锥辊5不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件1的高度不变，整个冷轧变形过程需要在规定的时间内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的环锻件1进行时效处理，需保证时效处理在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件1装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，加热温度根据环锻件1材料的时效温度范围设定，需在1-3h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，达到设定的保温时间后，停机出炉，将环锻件1置于空气中冷却。

特别的，步骤二中芯辊3的直径为200-400mm。

特别的，步骤三中规定的时间为固溶处理出炉后2h。

特别的，步骤三中变形的时间为10-120s。

特别的，步骤四中的保温时间满足标准GJB 1694《变形铝合金热处理规范》的要求。

实施例一

一种铝合金环锻件形变热处理工艺，以某型号2219铝合金环锻件产品为例，尺寸规格为Φ2300×Φ2130×200mm(外径×内径×高度)，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

对2219铝合金环锻件1，采用铝合金专用固溶淬火炉进行固溶处理，采用到温装炉的方式，首先将2219铝合金环锻件装入料框或置于淬火专用工装中，以备后续装炉使用，然后开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，设定预热加热温度530-540℃，达到设定的温度范围后保温2h，使炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件1与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，经过一段时间的重新加热后，待炉温重新恢复至530-540℃时开始保温计时，保温时间200-210min；

在环锻件1保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至30-40℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，保温时间达到200-210min后，快速开启炉门，对环锻件1进行快速淬火，淬火转移时间为15s，入水后，上下移动淬火料框或工装，水中浸泡时间为30min；

步骤二：冷轧准备

环锻件1经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件1的外侧接触有主轧辊2、后抱辊6与前抱辊7且主轧辊2位于后抱辊6与前抱辊7之间，环锻件1的内侧接触有芯辊3，芯辊3的直径为300mm，主轧辊2、后抱辊6、前抱辊7和芯辊3的轴线均与环锻件1的轴线平行，环锻件1、主轧辊2和芯辊3同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件1远离主轧辊2一侧的上端接触有上锥辊4，环锻件1远离主轧辊2一侧的下端接触有下锥辊5；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊2按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1315mm/s，主轧辊2驱动环锻件1顺时针转动，芯辊3以顺时针向主轧辊2方向运动，环锻件1驱动上锥辊4以顺时针方向转动，环锻件1驱动下锥辊5、后抱辊6和前抱辊7均以逆时针方向转动；

芯辊3沿径向以0.2-0.4mm/s的速度朝主轧辊2方向作进给运动，环锻件1在主轧辊2和芯辊3的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在3.0％，控制变形的时间，为防止环锻件1上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊4和下锥辊5不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件1的高度不变，整个冷轧变形过程在固溶处理出炉后2h内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的2219铝合金环锻件进行时效处理，在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件1装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，设定加热温度165-175℃，在2h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，保温18-23h后，停机出炉，将环锻件1置于空气中冷却；

经固溶、冷轧、时效处理后，对环锻件1进行检验分析，发现与常规的固溶时效处理相比，在中间增加冷轧工序后，环锻件1圆度明显得到校正，环锻件圆度由5mm降低至3mm，低于直径尺寸的1.5‰；环锻件1残余应力由淬火后的120MPa降低至45MPa，降低了60％；

环锻件1三个方向的强度分别为：切向抗拉强度436MPa，伸长率为0.2％时的屈服强度329MPa；径向抗拉强度430MPa，伸长率为0.2％时的屈服强度326MPa；轴向抗拉强度423MPa，伸长率为0.2％时的屈服强度323MPa，与无冷轧变形时的工艺相比，三个方向的强度提高了5-14％。

实施例2

一种铝合金环锻件形变热处理工艺，以某型号2219铝合金环锻件产品为例，尺寸规格为Φ5020×Φ4700×460mm(外径×内径×高度)，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

对2219铝合金环锻件1，采用铝合金专用固溶淬火炉进行固溶处理，采用到温装炉的方式，首先将2219铝合金环锻件置于淬火专用工装中，以备后续装炉使用，然后开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，设定预热加热温度530-540℃，到温后保温2h，使炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件1与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，经过一段时间的重新加热后，待炉温重新恢复至530-540℃时开始保温计时，保温时间350-360min；

在环锻件1保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至40-50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，保温时间达到350-360min后，快速开启炉门，对环锻件1进行快速淬火，淬火转移时间为18s，入水后，上下移动淬火工装，水中浸泡时间为35min；

步骤二：冷轧准备

环锻件1经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件1的外侧接触有主轧辊2、后抱辊6与前抱辊7且主轧辊2位于后抱辊6与前抱辊7之间，环锻件1的内侧接触有芯辊3，主轧辊2、后抱辊6、前抱辊7和芯辊3的轴线均与环锻件1的轴线平行，环锻件1、主轧辊2和芯辊3同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件1远离主轧辊2一侧的上端接触有上锥辊4，环锻件1远离主轧辊2一侧的下端接触有下锥辊5；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊2按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1315mm/s，主轧辊2驱动环锻件1顺时针转动，芯辊3以顺时针向主轧辊2方向运动，环锻件1驱动上锥辊4以顺时针方向转动，环锻件1驱动下锥辊5、后抱辊6和前抱辊7均以逆时针方向转动；

芯辊3沿径向以0.1-0.3mm/s的速度朝主轧辊2方向作进给运动，环锻件1在主轧辊2和芯辊3的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在3.6％，控制变形的时间，为防止环锻件1上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊4和下锥辊5不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件1的高度不变，整个冷轧变形过程在固溶处理出炉后2h内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的2219铝合金环锻件进行时效处理，在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件1装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，设定加热温度165-175℃，在2h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，保温20-22h后，停机出炉，将环锻件1置于空气中冷却。

经固溶、冷轧、时效处理后，对该环锻件1进行检验分析，结果显示，环锻件圆度为5mm，低于直径尺寸的1.0‰；环锻件1残余应力由淬火后的110MPa降低至50MPa，降低了55％左右。

在环锻件沿圆周均匀分布的三个位置，每个位置分别切取三个方向拉力试棒，按照GB/T 228《金属材料室温拉伸试验方法》检测，检测结果如表1所示，该2219铝合金环锻件的室温切向、轴向、径向三个方向抗拉强度为430-456MPa，伸长率为0.2％时的屈服强度为337-365MPa，断后伸长率为4.5-7.5％，采用该工艺方法，三个方向的强度裕度较大。

表1环锻件三向力学性能实测值

综合上面，采用上述方法生产的2219铝合金环锻件1具有优良的力学性能，尺寸精度高，表面质量好，完全满足某型号环锻件产品的技术要求，并且相比于传统的轴向冷压变形，冷轧变形的方式使得生产效率大大提高，满足低成本高效制造的需求。

实施例三

一种铝合金环锻件形变热处理工艺，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件1进行固溶处理，将环锻件1装入淬火料框或置于淬火专用工装中，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，预热加热温度按环锻件1材料的固溶温度范围设定，达到设定的温度范围后保温0.5h，使固溶淬火炉的炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件1与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，待炉内温度重新恢复至设定的温度范围时开始保温并计时，保温时间按照环锻件1的有效尺寸计算，保温系数为2.0min/mm；

在环锻件1保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至20℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到保温时间后，快速开启炉门，对环锻件1进行快速淬火，淬火转移时间为10s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，让环锻件1完全浸泡在水中，水中浸泡时间为20min；

步骤二：冷轧准备

环锻件1经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件1的外侧接触有主轧辊2、左抱辊6与右抱辊7且主轧辊2位于左抱辊6与右抱辊7之间，环锻件1的内侧接触有芯辊3，主轧辊2、左抱辊6、右抱辊7和芯辊3的轴线均与环锻件1的轴线平行，环锻件1、主轧辊2和芯辊3同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件1远离主轧辊2一侧的上端接触有上锥辊4，环锻件1远离主轧辊2一侧的下端接触有下锥辊5；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊2按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1115mm/s，主轧辊2驱动环锻件1顺时针转动，芯辊3以顺时针向主轧辊2方向运动，环锻件1驱动上锥辊4以顺时针方向转动，环锻件1驱动下锥辊5、左抱辊6和右抱辊7均以逆时针方向转动；

芯辊3沿径向以0.1mm/s的速度朝主轧辊2方向作进给运动，环锻件1在主轧辊2和芯辊3的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在1.5％，控制变形的时间，为防止环锻件1上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊4和下锥辊5不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件1的高度不变，整个冷轧变形过程需要在规定的时间内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的环锻件1进行时效处理，需保证时效处理在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件1装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，加热温度根据环锻件1材料的时效温度范围设定，需在1h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，达到设定的保温时间后，停机出炉，将环锻件1置于空气中冷却。

特别的，步骤二中芯辊3的直径为200mm。

特别的，步骤三中规定的时间为固溶处理出炉后2h。

特别的，步骤三中变形的时间为10s。

特别的，步骤四中的保温时间满足标准GJB 1694《变形铝合金热处理规范》的要求。

实施例四

一种铝合金环锻件形变热处理工艺，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件1进行固溶处理，将环锻件1装入淬火料框或置于淬火专用工装中，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，预热加热温度按环锻件1材料的固溶温度范围设定，达到设定的温度范围后保温3h，使固溶淬火炉的炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将环锻件1与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，待炉内温度重新恢复至设定的温度范围时开始保温并计时，保温时间按照环锻件1的有效尺寸计算，保温系数为2.5min/mm；

在环锻件1保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到保温时间后，快速开启炉门，对环锻件1进行快速淬火，淬火转移时间为25s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，让环锻件1完全浸泡在水中，水中浸泡时间为20min；

步骤二：冷轧准备

环锻件1经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，环锻件1的外侧接触有主轧辊2、左抱辊6与右抱辊7且主轧辊2位于左抱辊6与右抱辊7之间，环锻件1的内侧接触有芯辊3，主轧辊2、左抱辊6、右抱辊7和芯辊3的轴线均与环锻件1的轴线平行，环锻件1、主轧辊2和芯辊3同一截面上的圆心在同一直线上，环锻件1远离主轧辊2一侧的上端接触有上锥辊4，环锻件1远离主轧辊2一侧的下端接触有下锥辊5；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使主轧辊2按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1200mm/s，主轧辊2驱动环锻件1顺时针转动，芯辊3以顺时针向主轧辊2方向运动，环锻件1驱动上锥辊4以顺时针方向转动，环锻件1驱动下锥辊5、左抱辊6和右抱辊7均以逆时针方向转动；

芯辊3沿径向以1.2mm/s的速度朝主轧辊2方向作进给运动，环锻件1在主轧辊2和芯辊3的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在4.5％，控制变形的时间，为防止环锻件1上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，上锥辊4和下锥辊5不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持环锻件1的高度不变，整个冷轧变形过程需要在规定的时间内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的环锻件1进行时效处理，需保证时效处理在固溶处理出炉后4h内进行，将环锻件1装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，加热温度根据环锻件1材料的时效温度范围设定，需在3h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，达到设定的保温时间后，停机出炉，将环锻件1置于空气中冷却。

特别的，步骤二中芯辊3的直径为200-400mm。

特别的，步骤三中规定的时间为固溶处理出炉后2h。

特别的，步骤三中变形的时间为120s。

特别的，步骤四中的保温时间满足标准GJB 1694《变形铝合金热处理规范》的要求。

采用本发明提供的变形方法并不限于上述实施方式，对于不同牌号的可热处理强化的铝合金材料及不同规格尺寸的环锻件产品，只需对应改变热处理及冷轧工艺参数，按照上述方法即可提高环锻件性能和尺寸精度并降低残余应力。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝合金环锻件形变热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：固溶淬火处理

采用铝合金专用固溶淬火炉对拟进行形变热处理的环锻件(1)进行固溶处理，将所述环锻件(1)装入淬火料框或置于淬火专用工装中，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，预热加热温度按所述环锻件(1)材料的固溶温度范围设定，达到设定的温度范围后保温0.5-3h，使固溶淬火炉的炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开固溶淬火炉的炉门，将所述环锻件(1)与淬火料框或淬火工装共同放入炉内加热，快速关闭炉门，待炉内温度重新恢复至设定的温度范围时开始保温并计时，保温时间按照所述环锻件(1)的有效尺寸计算，保温系数为2.0-2.5min/mm；

在所述环锻件(1)保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至20-50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到保温时间后，快速开启炉门，对所述环锻件(1)进行快速淬火，淬火转移时间≤25s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，让所述环锻件(1)完全浸泡在水中，水中浸泡时间≥20min；

步骤二：冷轧准备

所述环锻件(1)经固溶淬火处理出炉后，将其置于环轧机上，所述环锻件(1)的外侧接触有主轧辊(2)、后抱辊(6)与前抱辊(7)且所述主轧辊(2)位于所述后抱辊(6)与所述前抱辊(7)之间，所述环锻件(1)的内侧接触有芯辊(3)，所述主轧辊(2)、所述后抱辊(6)、所述前抱辊(7)和所述芯辊(3)的轴线均与所述环锻件(1)的轴线平行，所述环锻件(1)、所述主轧辊(2)和所述芯辊(3)同一截面上的圆心在同一直线上，所述环锻件(1)远离所述主轧辊(2)一侧的上端接触有上锥辊(4)，所述环锻件(1)远离所述主轧辊(2)一侧的下端接触有下锥辊(5)；

步骤三：冷轧变形

启动环轧机，使所述主轧辊(2)按逆时针以固定转速作旋转运动，轧制线速度为1115-1315mm/s，所述主轧辊(2)驱动所述环锻件(1)顺时针转动，所述芯辊(3)以顺时针向所述主轧辊(2)方向运动，所述环锻件(1)驱动上锥辊(4)以顺时针方向转动，所述环锻件(1)驱动所述下锥辊(5)、所述后抱辊(6)和所述前抱辊(7)均以逆时针方向转动；

所述芯辊(3)沿径向以0.1-1.2mm/s的速度朝所述主轧辊(2)方向作进给运动，所述环锻件(1)在所述主轧辊(2)和所述芯辊(3)的作用下，其壁厚逐渐减小，变形量控制在1.5-4.5％，控制变形的时间，为防止所述环锻件(1)上下端面产生折叠缺陷，也为了在冷轧变形过程中进行圆度校正，所述上锥辊(4)和所述下锥辊(5)不作轴向进给运动，冷轧变形过程中保持所述环锻件(1)的高度不变，整个冷轧变形过程需要在固溶处理出炉后2h内完成；

步骤四：时效处理

采用铝合金专用时效炉对上述冷轧变形后的所述环锻件(1)进行时效处理，需保证时效处理在固溶处理出炉后4h内进行，将所述环锻件(1)装入时效炉炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，加热温度根据所述环锻件(1)材料的时效温度范围设定，需在1-3h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，达到设定的保温时间后，停机出炉，将所述环锻件(1)置于空气中冷却。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金环锻件形变热处理工艺，其特征在于，所述步骤二中芯辊(3)的直径为200-400mm。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金环锻件形变热处理工艺，其特征在于，所述步骤三中变形的时间为10-120s。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金环锻件形变热处理工艺，其特征在于，所述步骤四中的保温时间满足标准GJB 1694《变形铝合金热处理规范》的要求。

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