CN112792272A - 一种7085合金高筒环件成型工艺 - Google Patents
一种7085合金高筒环件成型工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种7085合金高筒环件成型工艺，包括以下步骤：获取铸锭，并对铸锭和锻造用工具进行加热；对铸锭进行第一火锻造，开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，模具使用温度为250～420℃；对铸锭的长度端头标记A，侧面标记B，与A面和B面垂直的另一面标记C；按照锻造工序对铸锭进行锻造开坯，获取坯料，锻造工序为：打方拔长A面；墩粗A面；打方拔长C面；倒棱滚圆C面；墩粗C面；滚圆并平整端头；对坯料进行反挤压；对坯料进行第一次机加工至预设尺寸；坯料进行加热，并扩孔；扩孔后的坯料进行第二次机加工至目标尺寸。本发明所提供的工艺，可以有效提高7085合金高筒环件的成型质量，满足使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及合金高筒环件成型领域，特别是涉及一种7085合金高筒环件成型工艺。
背景技术
在航空航天领域中，市场会采用高筒环件作为灰回转体零部件，高筒环件在成型过程中，尤其对于7085合金高筒环件而言，由于该锻件高度与壁厚之比较大，加工较为困难。
因此，如何有效提高7085合金高筒环件的成型质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种7085合金高筒环件成型工艺，用于提高成型质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种7085合金高筒环件成型工艺，包括以下步骤：
步骤S1：获取铸锭，并对所述铸锭和锻造用工具进行加热；
步骤S2：对所述铸锭进行第一火锻造，开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，模具使用温度为250～420℃；
步骤S3：对所述铸锭的长度端头标记A，侧面标记B，与A面和B面垂直的另一面标记C；按照锻造工序对所述铸锭进行锻造开坯，获取坯料，所述锻造工序为：打方拔长A面；墩粗A面；打方拔长C面；倒棱滚圆C面；墩粗C面；滚圆并平整端头；
步骤S4：对所述坯料进行反挤压；
步骤S5：对所述坯料进行第一次机加工至预设尺寸；
步骤S6：所述坯料进行加热，并扩孔；
步骤S7：扩孔后的所述坯料进行第二次机加工至目标尺寸。
优选的，所述步骤S1中，对所述铸锭和锻造用工具进行加热包括：
采用铝合金坯料加热炉对所述铸锭进行加热，加热温度为450±10℃，铸锭保温时间≥940分钟，到温后停留时间≤16小时。
优选的，所述步骤S1中，对所述铸锭和锻造用工具进行加热还包括：
采用工具加热炉对锻造用工具进行加热定温至430-470℃，中平砧的加热时间≥12小时；反挤压上模与反挤压下模的加热时间≥16小时。
优选的，所述铸锭的长度为370±10mm，宽度为1290±10mm，高度为2100±10mm；所述步骤S3中，锻造工序包括：
将A打方拔长至A面的宽度和高度均为900±10mm；C面的长度为1600±10mm；
将A镦粗至A面的高度为800-810mm；
将C打方拔长至C面的宽度和高度均为900±20mm，A面的长度为1600±10mm；
倒棱滚圆C面，至C面的两个对边距离为960±20mm；
将C镦粗至C面的高度为850±10mm；
滚圆平整端头至铸锭的直径为1240-1260mm，长度为1000-1050mm。
优选的，所述步骤将A打方拔长包括：将C镦粗至高度1200mm，B墩粗至高度800mm，C镦粗至高度900mm，B墩粗至高度900mm；
所述步骤将C打方拔长包括：将B墩粗至B面的高度为900mm；将A镦粗至A面的高度为900mm。
优选的，所述步骤S4包括：
更换模具：采用10000吨油压机拆除下砧座后安装7085筒段反挤压下模，上模拆除砧座安装Φ650反挤压上模；
进行反挤压工序：坯料摆正，将冲头对中，控制返挤压速度；下模抹润滑油，第一次下压100mm后提起冲头润滑；后续每压200mm润滑一次；返挤压速度为2～3mm/s，返挤压至有效长度1250±20mm。
优选的，所述步骤S5包括：
车除坯料底部连皮，加工内径至650-653mm，外径至1297-1300mm，并且，坯料的外圆周95％以上见光，圆弧部分可不加工，两端头铣平。
优选的，所述步骤S6包括：
采用合用加热炉对坯料进行加热：加热温度至450±10℃，保温时间≥300分钟，到温后停留时间≤16小时；
对锻造用工具进行加热：工具加热炉定温450±10℃，对芯棒和小平砧加热时间≥10小时；
采用10000吨油压机和3T锻造车对所述坯料进行扩孔：开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，工具和模具的使用温度为300～420℃。
优选的，所述步骤S6还包括：
扩孔工艺：在10000T油压机加Φ500芯棒扩孔至环件的外径为2300-2330mm，内径为2130-2150mm；扩孔6-7圈完成，前3圈每次压下35±2mm，第4圈压下30±2mm，第5圈压下20±2mm，最后1圈整形压下10±2mm。
优选的，所述铸锭中的铜元素的质量百分含量为：1.5≤Cu≤2.1，锌元素的质量百分含量为：7.2≤Zn≤8.1，镁元素的铜元素的质量百分含量为：1.4≤Mg≤2.0。
本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺，包括以下步骤：步骤S1：获取铸锭，并对所述铸锭和锻造用工具进行加热；步骤S2：对所述铸锭进行第一火锻造，开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，模具使用温度为250～420℃；步骤S3：对所述铸锭的长度端头标记A，侧面标记B，与A面和B面垂直的另一面标记C；按照锻造工序对所述铸锭进行锻造开坯，获取坯料，所述锻造工序为：打方拔长A面；墩粗A面；打方拔长C面；倒棱滚圆C面；墩粗C面；滚圆并平整端头；步骤S4：对所述坯料进行反挤压；步骤S5：对所述坯料进行第一次机加工至预设尺寸；步骤S6：所述坯料进行加热，并扩孔；步骤S7：扩孔后的所述坯料进行第二次机加工至目标尺寸。本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺，通过对所述铸锭进行锻造、开坯、发挤压、第一次机加工、扩孔前加热、扩孔以及第二次机加工的方式，完成由铸锭到合金高筒环件的成型过程，该工艺可以有效提高7085合金高筒环件的成型质量，满足使用要求。
在一种优选实施方式中，所述铸锭中的铜元素的质量百分含量为：1.5≤Cu≤2.1，锌元素的质量百分含量为：7.2≤Zn≤8.1，镁元素的铜元素的质量百分含量为：1.4≤Mg≤2.0。上述铸锭，相比于现有的7085合金铸锭而言，属于改性后的7085铸锭，本发明所提供的工艺，可满足改性后的7085合金高筒环件的质量要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺的锻造工序图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种7085合金高筒环件成型工艺，用于提高成型质量。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺一种具体实施方式的流程图；图2为本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺的锻造工序图。
在该实施方式中，7085合金高筒环件成型工艺包括以下步骤：
步骤S1：获取铸锭，并对铸锭和锻造用工具进行加热；其中，铸锭的化学成分符合Q/SWAJ2005-2019的要求，铸锭质量：一级氧化膜，一级疏松，均火处理；
步骤S2：对铸锭进行第一火锻造，开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，模具使用温度为250～420℃；
步骤S3：对铸锭的长度端头标记A，侧面标记B，与A面和B面垂直的另一面标记C，即对铸锭相互垂直的三个面分别标记为A面、B面和C面；按照锻造工序对铸锭进行锻造开坯，获取坯料，锻造工序为：打方拔长A面；墩粗A面；打方拔长C面；倒棱滚圆C面；墩粗C面；滚圆并平整端头；优选的，采用1万吨油压机配中平砧进行锻造开坯工序；
步骤S4：对坯料进行反挤压；
步骤S5：对坯料进行第一次机加工至预设尺寸；
步骤S6：坯料进行加热，并扩孔；
步骤S7：扩孔后的坯料进行第二次机加工至目标尺寸。
本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺，通过对铸锭进行锻造、开坯、发挤压、第一次机加工、扩孔前加热、扩孔以及第二次机加工的方式，完成由铸锭到合金高筒环件的成型过程，该工艺可以有效提高7085合金高筒环件的成型质量，满足使用要求。
在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，对铸锭和锻造用工具进行加热包括：
采用铝合金坯料加热炉对铸锭进行加热，加热温度为450±10℃，铸锭保温时间≥940分钟，到温后停留时间≤16小时。
在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，对铸锭和锻造用工具进行加热还包括：
采用工具加热炉对锻造用工具进行加热定温至430-470℃，中平砧的加热时间≥12小时；反挤压上模与反挤压下模的加热时间≥16小时。具体的，反挤压上模的尺寸为Φ500*2000mm，反挤压杆配650工作带，下模为7085筒段反挤压模。
在上述各实施方式的基础上，铸锭的长度为370±10mm，宽度为1290±10mm，高度为2100±10mm；步骤S3中，如图2所示，锻造工序包括：
步骤1)：将A打方拔长至A面的宽度和高度均为900±10mm；C面的长度为1600±10mm；
步骤2)：将A镦粗至A面的高度为800-810mm；
步骤3)：将C打方拔长至C面的宽度和高度均为900±20mm，A面的长度为1600±10mm；
步骤4)：倒棱滚圆C面，至C面的两个对边距离为960±20mm；
步骤5)：将C镦粗至C面的高度为850±10mm；
步骤6)：滚圆平整端头至铸锭的直径为1240-1260mm，长度为1000-1050mm。
在上述各实施方式的基础上，步骤将A打方拔长包括：将C镦粗至高度1200mm，B墩粗至高度800mm，C镦粗至高度900mm，B墩粗至高度900mm；
步骤将C打方拔长包括：将B墩粗至B面的高度为900mm；将A镦粗至A面的高度为900mm。
在上述各实施方式的基础上，步骤S4包括：
更换模具：采用10000吨油压机拆除下砧座后安装7085筒段反挤压下模，上模拆除砧座安装Φ650反挤压上模；
进行反挤压工序：坯料摆正，将冲头对中，控制返挤压速度；下模抹润滑油，第一次下压100mm后提起冲头润滑；后续每压200mm润滑一次；返挤压速度为2～3mm/s，返挤压至有效长度1250±20mm。
在上述各实施方式的基础上，步骤S5包括：
车除坯料底部连皮，加工内径至650-653mm，外径至1297-1300mm，并且，坯料的外圆周95％以上见光，圆弧部分可不加工，两端头铣平。
在上述各实施方式的基础上，步骤S6包括：
采用合用加热炉对坯料进行加热：加热温度至450±10℃，保温时间≥300分钟，到温后停留时间≤16小时；
对锻造用工具进行加热：工具加热炉定温450±10℃，对芯棒和小平砧加热时间≥10小时。具体的，芯棒的尺寸为Φ500*3500mm。
采用10000吨油压机和3T锻造车对坯料进行扩孔：开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，工具和模具的使用温度为300～420℃；具体的，10000吨油压机上模安装1600*1600小平砧或中平砧及中马架，马架必须用螺栓等工具固定。
在上述各实施方式的基础上，步骤S6还包括：
扩孔工艺：在10000T油压机加Φ500芯棒扩孔至环件的外径为2300-2330mm，内径为2130-2150mm；扩孔6-7圈完成，前3圈每次压下35±2mm，第4圈压下30±2mm，第5圈压下20±2mm，最后1圈整形压下10±2mm。优选的，前3圈每次压下35mm，第4圈压下30mm，第5圈压下20mm，最后1圈整形压下10mm。
在上述各实施方式的基础上，步骤S7中的目标尺寸为：外径2300-2310mm，内径为2170-2180mm，长度为1250-1260mm。
在上述各实施方式的基础上，铸锭中的铜元素的质量百分含量为：1.5≤Cu≤2.1，锌元素的质量百分含量为：7.2≤Zn≤8.1，镁元素的铜元素的质量百分含量为：1.4≤Mg≤2.0。上述铸锭，相比于现有的7085合金铸锭而言，属于改性后的7085铸锭，本发明所提供的工艺，可满足改性后的7085合金高筒环件的质量要求。
以上对本发明所提供的7085合金高筒环件成型工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取铸锭，并对所述铸锭和锻造用工具进行加热；
步骤S2：对所述铸锭进行第一火锻造，开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，模具使用温度为250～420℃；
步骤S3：对所述铸锭的长度端头标记A，侧面标记B，与A面和B面垂直的另一面标记C；按照锻造工序对所述铸锭进行锻造开坯，获取坯料，所述锻造工序为：打方拔长A面；墩粗A面；打方拔长C面；倒棱滚圆C面；墩粗C面；滚圆并平整端头；
步骤S4：对所述坯料进行反挤压；
步骤S5：对所述坯料进行第一次机加工至预设尺寸；
步骤S6：所述坯料进行加热，并扩孔；
步骤S7：扩孔后的所述坯料进行第二次机加工至目标尺寸。
2.根据权利要求1所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S1中，对所述铸锭和锻造用工具进行加热包括：
采用铝合金坯料加热炉对所述铸锭进行加热，加热温度为450±10℃，铸锭保温时间≥940分钟，到温后停留时间≤16小时。
3.根据权利要求2所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S1中，对所述铸锭和锻造用工具进行加热还包括：
采用工具加热炉对锻造用工具进行加热定温至430-470℃，中平砧的加热时间≥12小时；反挤压上模与反挤压下模的加热时间≥16小时。
4.根据权利要求1所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述铸锭的长度为370±10mm，宽度为1290±10mm，高度为2100±10mm；所述步骤S3中，锻造工序包括：
将A打方拔长至A面的宽度和高度均为900±10mm；C面的长度为1600±10mm；
将A镦粗至A面的高度为800-810mm；
将C打方拔长至C面的宽度和高度均为900±20mm，A面的长度为1600±10mm；
倒棱滚圆C面，至C面的两个对边距离为960±20mm；
将C镦粗至C面的高度为850±10mm；
滚圆平整端头至铸锭的直径为1240-1260mm，长度为1000-1050mm。
5.根据权利要求4所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤将A打方拔长包括：将C镦粗至高度1200mm，B墩粗至高度800mm，C镦粗至高度900mm，B墩粗至高度900mm；
所述步骤将C打方拔长包括：将B墩粗至B面的高度为900mm；将A镦粗至A面的高度为900mm。
6.根据权利要求1所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S4包括：
更换模具：采用10000吨油压机拆除下砧座后安装7085筒段反挤压下模，上模拆除砧座安装Φ650反挤压上模；
进行反挤压工序：坯料摆正，将冲头对中，控制返挤压速度；下模抹润滑油，第一次下压100mm后提起冲头润滑；后续每压200mm润滑一次；返挤压速度为2～3mm/s，返挤压至有效长度1250±20mm。
7.根据权利要求1所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S5包括：
车除坯料底部连皮，加工内径至650-653mm，外径至1297-1300mm，并且，坯料的外圆周95％以上见光，圆弧部分可不加工，两端头铣平。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S6包括：
采用合用加热炉对坯料进行加热：加热温度至450±10℃，保温时间≥300分钟，到温后停留时间≤16小时；
对锻造用工具进行加热：工具加热炉定温450±10℃，对芯棒和小平砧加热时间≥10小时；
采用10000吨油压机和3T锻造车对所述坯料进行扩孔：开锻温度为430～460℃，终锻温度≥350℃，工具和模具的使用温度为300～420℃。
9.根据权利要求8所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述步骤S6还包括：
扩孔工艺：在10000T油压机加Φ500芯棒扩孔至环件的外径为2300-2330mm，内径为2130-2150mm；扩孔6-7圈完成，前3圈每次压下35±2mm，第4圈压下30±2mm，第5圈压下20±2mm，最后1圈整形压下10±2mm。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的7085合金高筒环件成型工艺，其特征在于，所述铸锭中的铜元素的质量百分含量为：1.5≤Cu≤2.1，锌元素的质量百分含量为：7.2≤Zn≤8.1，镁元素的铜元素的质量百分含量为：1.4≤Mg≤2.0。
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