CN110586823B - 一种铝合金超温锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种铝合金超温锻造方法，该方法首先使用机械方式下料，并将圆棒两端倒圆角，将空气循环炉加热至熔点‑(20～30)℃时放入坯料，并热透，保温时间结束后，将棒材取出，在压力机上进行锻造，锻造的最大变形量可达到70％以上，然后空冷至室温。该方法明确了铝合金超温锻造成形要求，有效降低了铝合金锻造时的变形抗力，同时大幅提高材料的塑性，避免了锻造裂纹等缺陷产生，特别重要的是，超温锻造带来的塑性可以提高材料的一次成形极限，减少坯料的回火次数和生产周期，不仅提高了效率，更是节约了成本。
Description
技术领域
本发明是一种铝合金超温锻造方法，属于材料加工制造技术领域，它开辟了一种铝合金超温锻造的方法。
背景技术
随着工业技术以及武器装备需求的发展，对于零件的技术要求日益提高。特别是在材料成形方向，随着技术要求的提高，对设备和工艺的要求也日益苛刻。传统的铝合金锻造成形，因为其在高温下容易发生过热过烧，所以一般对变形要求极为苛刻，对变形温度控制更是严上加严。对于大变形量的铝合金成形，在控制变形温度的前提下，变形设备也要随着变形抗力的增大而增大，最重要的是为防止变形过程中超温，不得不控制变形速度和变形量，从而减少变形过程中热量产生，因而一般采用多道次成形。传统的锻造成形方式，不仅对设备的要求相对提高，同时因为多道次成形周期长、工序多而增加了生产成本。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的缺点而设计提供了一种铝合金超温锻造方法，其目的是实施一次性大变形成形，以减少了回火的次数，缩短生产周期，降低生产成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种铝合金超温锻造方法中，坯料加热温度为铝合金熔点以下20℃～ 30℃，并保温热透。
在一种实施中，所述铝合金为符合GB/T 3191-2010标准的铝合金棒材，并用带锯床或者线切割进行下料。
在一种实施中，坯料采用砂轮机将端面的棱角打磨圆滑。
在一种实施中，对于Φ25mm规格以下的棒材，将铝合金棒材转移至模具的时间不超过10s，对于Φ25mm规格以上的棒材，将铝合金棒材转移至模具的时间不超过20s。
在一种实施中，锻造模具在锻前进行加热，加热温度为100℃～300℃，并涂抹润滑剂。
在一种实施中，锻造结束取出锻造坯料后，对其表面进行清理、打磨、抛光处理。
在一种实施中，坯料加热炉为空气循环炉，温度控制精度为±5℃。
在一种实施中，坯料在锻造时的变形量为50％以上。
传统的铝合金锻造，因为考虑到锻件组织的过烧、裂纹等缺陷，需要严格控制材料锻造时的加热温度、变形速率、变形量，对于大变形量成形时，采用多道次回火分段成形，成形周期长，成形工序多，制造成本高。
本发明中提出的工艺方法，突破了传统铝合金变形温度上限，将加热温度提高到熔点-(20～30)℃，经过50％变相量仍可达到无过烧现象；同时，此工艺方法极大地降低了材料的变形抗力，降低了铝合金变形时对设备吨位的要求；另外，此工艺提高了铝合金的塑性，变形时无需控制变形速率，铝合金材料单道次变形量可达到70％，而不产生裂纹缺陷，有效地减少回火次数，缩短制造周期，降低生产成本。最终获得的3A21铝合金锻件断面收缩率可达到60％以上，组织细小，分布均匀。
附图说明
图1为实施例1中的Φ35 3A21铝合金棒料锻造后的微观组织照片，其中，(a)为50％变形量，(b)为70％变形量；
图2为实施例2中的Φ80 3A21铝合金棒料锻造后的微观组织照片，其中，(a)为50％变形量，(b)为70％变形量。
具体实施方式
实施例一：
采用本发明方法进行铝合金超温锻造的步骤如下：
(1)选用符合GB/T 3191-2010标准的Φ35 3A21铝合金棒材，用带锯床进行下料；
(2)采用砂轮机将棒材两头的棱角打磨圆滑；
(3)将坯料加热至630℃，保温50min；
(4)将锻造平模加热至250℃，并涂抹润滑剂；
(5)50min保温时间结束后，将坯料转移至平模上进行镦粗锻造变形；
(6)变形结束后，取出锻造坯料，空冷；
(7)然后对锻件进行解剖分析，组织如图1所示，无过烧过热组织且细小均匀。
实施例二：
采用本发明方法进行铝合金超温锻造的步骤如下：
(1)选用符合GB/T 3191-2010标准的Φ80 3A21铝合金棒材，用带锯床进行下料；
(2)采用砂轮机将棒材两头的棱角打磨圆滑；
(3)将坯料加热至630℃，保温120min；
(4)将锻造平模加热至250℃，并涂抹润滑剂；
(5)120min保温时间结束后，将坯料转移至平模上进行镦粗锻造变形；
(6)变形结束后，取出锻造坯料，空冷；
(7)然后对锻件进行解剖分析，组织如图2所示，无过烧过热组织，力学性能如表1所示。
通过此工艺方法获得的3A21铝合金锻件组织细小均匀，力学性能达到 HB/5204-1982要求，而且断面收缩率≥60％。
表1 3A21锻件力学性能与HB/5204-1982标准要求力学性能(室温)
由上可知，本发明可以在降低生产成本的同时，实现3A21铝合金的质量控制。
Claims (7)
1.一种铝合金超温锻造方法，其特征在于：该方法中，坯料加热温度为铝合金熔点以下20℃～30℃，并保温热透；坯料在锻造时的变形量为50％～70％。
2.根据权利要求1所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：所述铝合金为符合GB/T3191-2010标准的铝合金棒材，并用带锯床或者线切割进行下料。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：坯料采用砂轮机将端面的棱角打磨圆滑。
4.根据权利要求2所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：对于Φ25mm规格以下的棒材，将铝合金棒材转移至模具的时间不超过10s，对于Φ25mm规格以上的棒材，将铝合金棒材转移至模具的时间不超过20s。
5.根据权利要求1所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：锻造模具在锻前进行加热，加热温度为100℃～300℃，并涂抹润滑剂。
6.根据权利要求1所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：锻造结束取出锻造坯料后，对其表面进行清理、打磨、抛光处理。
7.根据权利要求1所述的铝合金超温锻造方法，其特征在于：坯料加热炉为空气循环炉，温度控制精度为±5℃。
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