CN111014539A - 一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锻造及热处理的技术领域，具体涉及一种使铝合金的电导率与纵向屈服强度匹配的方法。该方法通过变形量的调整，同时结合调整的固溶和双时效的热处理制度，得到了电导率与纵向屈服强度匹配的铝合金。提高了锻件的合格率，减少了锻件热处理返修问题，提高了锻件的生产效率，降低了生产成本。

Description

一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法
技术领域
本发明涉及锻造及热处理的技术领域，特别是一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法。
背景技术
某航空产品用锻件，材料为7075-T7352，锻件为自由锻方块，有效厚度约140mm。此锻件的力学性能要求和电导率要求(如表1所示)，锻件的有效厚度大于7075材料的淬透厚度，采用常规的锻造和热处理工艺，会由于综合性能不匹配而导致产品热处理返修的问题，造成锻件成本增加，严重影响的是延长了交付周期，影响了生产计划和安排。
发明内容
本发明的目的：提供一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法，以提高锻件的合格率，减少锻件热处理返修问题，提高锻件的生产效率，降低生产成本。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法，包括：
步骤1：对铝合金棒料进行镦粗并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤2：对铝合金棒料进行轴向拔长锻方并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤3：重复步骤1和步骤2，得到锻件。
进一步地，步骤1和步骤2在一个火次内完成。
进一步地，还包括：对锻件进行采用第一固溶温度进行固溶处理，水淬；
对锻件高度方向进行第一变形量的冷变形；
对锻件进行N次时效处理，其中N大于等于2；
对锻件进行空冷。
进一步地，第一固溶温度为469℃至482℃。
进一步地，第一变形量为3％。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行两次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持6小时。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为168℃保持3小时；第三时效为175℃保持3小时。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持3小时，第三时效为168℃保持3小时。
本发明的有益效果：
采用优化后的锻造工艺和热处理工艺，能够使得锻件产品的强度指标(L、LT、ST，3个方向)差距不大，差距约1～3ksi(如表2所示)。
采用优化后的锻造工艺和热处理工艺，能够使得锻件产品的性能数据和电导率满足标准要求，且综合性能相互匹配。
具体实施方式
本发明的一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法，包括：
步骤1：对铝合金棒料进行镦粗并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤2：对铝合金棒料进行轴向拔长锻方并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤3：重复步骤1和步骤2，得到锻件。
进一步地，步骤1和步骤2在一个火次内完成。
进一步地，还包括：对锻件进行采用第一固溶温度进行固溶处理，水淬；
对锻件高度方向进行第一变形量的冷变形；
对锻件进行N次时效处理，其中N大于等于2；
对锻件进行空冷。
进一步地，第一固溶温度为469℃至482℃。
进一步地，第一变形量为3％。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行两次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持6小时。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为168℃保持3小时；第三时效为175℃保持3小时。
进一步地，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持3小时，第三时效为168℃保持3小时。
实施例：
该锻件的材料为7075，此锻件为自由锻方块，锻件尺寸为：145(ST)×190(LT)×450(L)，锻造设备和冷变形设备：自由锻设备，锻件的交付状态是固溶和时效，锻件测试项目为：室温拉伸、电导率、超声波探伤。
首先，棒料进入锻造分厂后，按照上述两种技术方案进行锻造，原锻造工艺和本发明的锻造工艺各生产一批锻件，分别标识为M1…和N1…。
原始锻造工艺：棒料φ200×410，墩粗至φ235×300，拔长整形尺寸为：145×190×450。
本发明的锻造工艺：Φ200×410镦粗至：～Φ225×325±5轴向拔长锻方至～□185×375±5镦粗至～205×155±5×400轴向拔长至145×190×450±5(镦平两端头鼓度)。M1按照原热处理工艺方案进行处理，N1按本发明的热处理工艺方案进行处理。(此材料是T7532状态，固溶后3％冷变形，一次时效在固溶完后2个小时之内进行)。
原热处理工艺：标识为M1的锻件按照固溶469℃×5h，水淬，转移时间≤20S，2T自由锻设备进行高向方向3％的变形量，压下量约4mm，一次时效108×8h，空冷，二次时效175×8h，空冷。
本发明的热处理工艺：标识为N1的锻件按照固溶471℃×5.5h，水淬，转移时间≤20S，2T自由锻设备进行高向方向3％的变形量，压下量约4mm，一次时效108×8h，空冷，二次时效168×3h，空冷，三次时效：175×3h，空冷。
通过表2的数据，可以很明显的得出：按照原锻造工艺和原热处理工艺处理的锻件的综合性能数据不合格(可与表1的具体性能数据比对)。从两点来说，第一点锻件的两个方向(纵向、横向)的性能数据差距不大，差异最大的是高向方向的性能数据，约十多个KSI，且电导率测量为38～39.9％IACS，而锻件的纵向屈服强度大于60.9KSI，不满足综合性能的匹配，锻件不满足性能要求，判定为不合格。
锻件经过优化后的锻造工艺和热处理处理的锻件，也即是本发明的锻造工艺和热处理工艺，表2的数据很明显可以看出锻件的综合性能数据合格，且锻件在三个方向(纵向、横向、高向)的性能数据差异不大，约1～3ksi。
表1锻件的力学性能和电导率的指标要求
Figure BDA0002333565430000041
Figure BDA0002333565430000051
表2：采用两种方案后的锻件的综合性能数据
Figure BDA0002333565430000052
锻件按此优化的锻造工艺和热处理工艺共生产锻件200件，产品一次合格率99％以上，锻件的综合性能都能满足标准的要求。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种使铝合金锻件的电导率与纵向屈服强度匹配的方法，其特征在于，包括：
步骤1：对铝合金棒料进行镦粗并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤2：对铝合金棒料进行轴向拔长锻方并保持纵向变形量在20％至30％；
步骤3：重复步骤1和步骤2，得到锻件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1和步骤2在一个火次内完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对锻件进行采用第一固溶温度进行固溶处理，水淬；
对锻件高度方向进行第一变形量的冷变形；
对锻件进行N次时效处理，其中N大于等于2；
对锻件进行空冷。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一固溶温度为469℃至482℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一变形量为3％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行两次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持6小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为168℃保持3小时；第三时效为175℃保持3小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对锻件进行N次时效处理，具体包括：对锻件进行三次时效处理，其中第一次时效为108℃保持8小时，第二时效为175℃保持3小时，第三时效为168℃保持3小时。
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