CN114273577A - 一种弧框锻件的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻造领域，尤其涉及一种弧框锻件的生产工艺。该生产工艺包括以下步骤：a)将合金铸锭和锻造工具进行加热，然后进行自由锻造；b)将自由锻坯料进行粗加工；c)将粗加工坯料和预压模具进行加热，然后进行预压模锻；d)将预压模锻坯料和终压模具进行加热，然后进行终压模锻；e)将终压模锻坯料进行毛边去除；f)将除毛边坯料进行淬火处理；g)将淬火坯料进行冷变形处理；h)将冷变形坯料进行人工时效处理，得到弧框锻件。采用本发明工艺生产的弧框锻件产品各主要性能指标满足相关要求、成品率高，该工艺方法极大的降低了弧框锻件的生产制造成本，具有良好的经济效益和市场前景。
Description
技术领域
本发明属于锻造领域，尤其涉及一种弧框锻件的生产工艺。
背景技术
锻件是指通过对金属坯料进行锻造变形而得到的工件，一般情况下采用自由锻造进行生产。受限于现有锻造工艺的技术水平，在锻造形状相对复杂的弧框锻件时，存在着成形难度大、产品性能差、成品率低等诸多问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种弧框锻件的生产工艺，本发明提供的生产工艺极大降低了复杂形状弧框锻件的生产难度，产品各主要性能指标满足要求，成品率高，经济效益好。
本发明提供了一种弧框锻件的生产工艺，包括以下步骤：
a)将合金铸锭和锻造工具进行加热，然后利用加热后的锻造工具对合金铸锭进行自由锻造，得到自由锻坯料；
b)将所述自由锻坯料进行粗加工，得到粗加工坯料；
c)将所述粗加工坯料和预压模具进行加热，然后利用加热后的预压模具对粗加工坯料进行预压模锻，得到预压模锻坯料；
d)将所述预压模锻坯料和终压模具进行加热，然后利用加热后的终压模具对预压模锻坯料进行终压模锻，得到终压模锻坯料；
e)将所述终压模锻坯料进行毛边去除，得到除毛边坯料；
f)将所述除毛边坯料进行淬火处理，得到淬火坯料；
g)将所述淬火坯料进行冷变形处理，得到冷变形坯料；
h)将所述冷变形坯料进行人工时效处理，得到弧框锻件。
优选的，步骤a)中，所述合金铸锭的加热温度为420～440℃；所述合金铸锭的加热时间≥450min；所述锻造工具的加热温度为250～500℃；所述锻造工具的加热时间≥8h；所述自由锻造的开锻温度为410～440℃；所述自由锻造的终锻温度≥350℃。
优选的，步骤b)中，所述粗加工的具体过程包括：对所述自由锻坯料进行机加工和棱边倒圆角。
优选的，步骤c)中，所述粗加工坯料的加热温度为420～440℃；所述粗加工坯料的加热时间≥300min；所述预压模具的加热温度为400～500℃；所述预压模具的加热时间≥8h；所述预压模锻的开锻温度为410～440℃；所述预压模锻的终锻温度≥350℃；所述预压模锻的欠压量为1～5mm。
优选的，步骤d)中，所述预压模锻坯料的加热温度为420～440℃；所述预压模锻坯料的加热时间≥300min；所述终压模具的加热温度为400～500℃；所述终压模具的加热时间≥8h；所述终压模锻的开锻温度为410～440℃；所述终压模锻的终锻温度≥350℃；所述终压模锻的欠压量为0～3mm。
优选的，步骤e)中，所述除毛边坯料的毛边残留量为0～5mm。
优选的，步骤f)中，所述淬火处理的固溶温度为472～482℃；所述淬火处理的保温时间为450～500min；所述淬火处理的水温为55～65℃；所述淬火处理的转移时间≤25s；所述淬火处理的入水浸泡时间为15～30min。
优选的，步骤g)中，所述冷变形处理的变形率为2～3％。
优选的，步骤h)中，所述人工时效处理采用双级时效工艺；其中，一级时效的温度为116～126℃；一级时效的保温时间为5～7h；二级时效的温度为172～182℃；二级时效的保温时间为6～8h。
优选的，还包括：对步骤h)得到的弧框锻件进行检测，得到满足检测要求的弧框锻件。
与现有技术相比，本发明提供了一种弧框锻件的生产工艺。本发明提供的生产工艺包括以下步骤：a)将合金铸锭和锻造工具进行加热，然后利用加热后的锻造工具对合金铸锭进行自由锻造，得到自由锻坯料；b)将所述自由锻坯料进行粗加工，得到粗加工坯料；c)将所述粗加工坯料和预压模具进行加热，然后利用加热后的预压模具对粗加工坯料进行预压模锻，得到预压模锻坯料；d)将所述预压模锻坯料和终压模具进行加热，然后利用加热后的终压模具对预压模锻坯料进行终压模锻，得到终压模锻坯料；e)将所述终压模锻坯料进行毛边去除，得到除毛边坯料；f)将所述除毛边坯料进行淬火处理，得到淬火坯料；g)将所述淬火坯料进行冷变形处理，得到冷变形坯料；h)将所述冷变形坯料进行人工时效处理，得到弧框锻件。本发明通过对弧框锻件的生产工艺进行优化设计，极大降低了复杂形状弧框锻件的生产难度，解决了其在加工变形、综合性能达标等方面存在的问题。采用本发明工艺生产的弧框锻件产品各主要性能指标满足相关要求、成品率高，该工艺方法极大的降低了弧框锻件的生产制造成本，具有良好的经济效益和市场前景。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的自由锻造的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的粗加工坯料结构示意图；
图3是本发明实施例提供的预压模具的下模结构示意图；
图4是本发明实施例提供的预压模具的上模结构示意图；
图5是本发明实施例提供的终压模具的下模结构示意图；
图6是本发明实施例提供的终压模具的上模结构示意图；
图7是本发明实施例提供的冷变形模具的下模结构示意图；
图8是本发明实施例提供的冷变形模具的上模结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种弧框锻件的生产工艺，包括以下步骤：
a)将合金铸锭和锻造工具进行加热，然后利用加热后的锻造工具对合金铸锭进行自由锻造，得到自由锻坯料；
b)将所述自由锻坯料进行粗加工，得到粗加工坯料；
c)将所述粗加工坯料和预压模具进行加热，然后利用加热后的预压模具对粗加工坯料进行预压模锻，得到预压模锻坯料；
d)将所述预压模锻坯料和终压模具进行加热，然后利用加热后的终压模具对预压模锻坯料进行终压模锻，得到终压模锻坯料；
e)将所述终压模锻坯料进行毛边去除，得到除毛边坯料；
f)将所述除毛边坯料进行淬火处理，得到淬火坯料；
g)将所述淬火坯料进行冷变形处理，得到冷变形坯料；
h)将所述冷变形坯料进行人工时效处理，得到弧框锻件。
在本发明提供的生产工艺中，步骤a)中，所述合金铸锭优选为7050铝合金铸锭；所述锻造工具优选为平砧。
在本发明提供的生产工艺中，步骤a)中，所述合金铸锭的加热温度优选为420～440℃，具体可为420℃、423℃、425℃、427℃、430℃、432℃、435℃、437℃或440℃；所述合金铸锭的加热时间优选为≥450min，更优选为450～550℃，具体可为450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃、540℃或550℃；所述锻造工具的加热温度优选为250～500℃，更优选为400～500℃，具体可为400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃；所述锻造工具的加热时间优选为≥8h，更优选为8～15h，具体可为8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h或15h。
在本发明提供的生产工艺中，步骤a)中，所述自由锻造的具体过程优选包括：使用锻造工具将合金铸锭三向镦粗后打方拔长；更优选可按照图1所示流程进行自由锻造。在本发明中，所述自由锻造的开锻温度优选为410～440℃，具体可为410℃、415℃、420℃、421℃、422℃、425℃、428℃、430℃、435℃或440℃；所述自由锻造的终锻温度优选为≥350℃，更优选为375～390℃，具体可为375℃、376℃、377℃、378℃、379℃、380℃、381℃、382℃、383℃、384℃、385℃、386℃、387℃、388℃、389℃或390℃；所述自由锻造过程中的下压速度优选为≤10mm/s，更优选为5～9mm/s。
在本发明提供的生产工艺中，步骤b)中，所述粗加工的具体过程优选包括：对所述自由锻坯料进行机加工和棱边倒圆角；其中，所述机加工优选为沿坯料长度方将自由锻坯料切割为多块；所述倒圆角的半径优选为20～30mm，具体可为25mm。在本发明中，完成粗加工后得到的所述粗加工坯料的具体结构可如图2所示。
在本发明提供的生产工艺中，步骤c)中，所述粗加工坯料的加热温度优选为420～440℃，具体可为420℃、423℃、425℃、427℃、430℃、432℃、435℃、437℃或440℃；所述粗加工坯料的加热时间优选为≥300min，更优选为350～400min，具体可为350min、355min、360min、365min、370min、375min、380min、385min、390min、395min或400min；所述预压模具优选由下模和上模组成，其具体结构可如图3～4所示；所述预压模具的加热温度优选为400～500℃，具体可为400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃；所述预压模具的加热时间优选为≥8h，更优选为8～15h，具体可为8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h或15h。
在本发明提供的生产工艺中，步骤c)中，所述预压模锻的开锻温度优选为410～440℃，具体可为410℃、412℃、415℃、417℃、419℃、420℃、423℃、425℃、427℃、430℃、432℃、435℃、437℃或440℃；所述预压模锻的终锻温度优选为≥350℃，更优选为370～400℃，具体可为370℃、372℃、375℃、378℃、380℃、382℃、385℃、387℃、390℃、392℃、395℃、397℃或400℃；所述预压模锻的欠压量通过模间距调整控制，欠压量优选为1～5mm，具体可为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm；所述预压模锻的下压速度优选为≤5mm/s，更优选为1～3mm/s。
在本发明提供的生产工艺中，步骤d)中，所述预压模锻坯料的加热温度优选为420～440℃，具体可为420℃、423℃、425℃、427℃、430℃、432℃、435℃、437℃或440℃；所述预压模锻坯料的加热时间优选为≥300min，更优选为350～400min，具体可为350min、355min、360min、365min、370min、375min、380min、385min、390min、395min或400min；所述终压模具优选由下模和上模组成，其具体结构可如图5～6所示；所述终压模具的加热温度优选为400～500℃，具体可为400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃；所述终压模具的加热时间优选为≥8h，更优选为8～15h，具体可为8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h或15h。
在本发明提供的生产工艺中，步骤d)中，所述终压模锻的开锻温度优选为410～440℃，具体可为410℃、412℃、415℃、418℃、420℃、421℃、423℃、425℃、426℃、428℃、430℃、432℃、435℃、437℃或440℃；所述终压模锻的终锻温度优选为≥350℃，更优选为370～400℃，具体可为370℃、372℃、375℃、378℃、380℃、383℃、384℃、385℃、386℃、389℃、390℃、392℃、395℃、397℃或400℃；所述终压模锻的欠压量通过模间距调整控制，欠压量优选为0～3mm，具体可为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm；所述终压模锻的下压速度优选为≤5mm/s，更优选为1～4mm/s。
在本发明提供的生产工艺中，步骤e)中，所述除毛边坯料的毛边残留量优选为0～5mm，具体可为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。
在本发明提供的生产工艺中，步骤f)中，所述淬火处理的固溶温度优选为472～482℃，具体可为472℃、473℃、474℃、475℃、476℃、477℃、478℃、479℃、480℃、481℃或482℃；所述淬火处理的保温时间优选为450～500min，具体可为450min、455min、460min、465min、470min、475min、480min、485min、490min、495min或500min；所述淬火处理的水温优选为55～65℃，具体可为55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃、62℃、63℃、64℃或65℃；所述淬火处理的转移时间优选为≤25s，更优选为15～25s，具体可为15s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s或25s；所述淬火处理的入水浸泡时间优选为15～30min，具体可为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min或30min。
在本发明提供的生产工艺中，步骤g)中，所述冷变形处理所使用的模具优选由下模和上模组成，其具体结构可如图7～8所示；所述冷变形处理的变形率优选为2～3％，具体可为2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％；所述冷变形处理优选在淬火处理完成后的4小时内进行。
在本发明提供的生产工艺中，步骤h)中，所述人工时效处理优选采用双级时效工艺；其中，一级时效的温度优选为116～126℃，具体可为116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃或126℃；一级时效的保温时间优选为5～7h，具体可为5h、5.2h、5.5h、5.7h、6h、6.2h、6.5h、6.7h或7h；二级时效的温度优选为172～182℃，具体可为172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃、181℃或182℃；二级时效的保温时间优选为6～8h，具体可为6h、6.2h、6.5h、6.7h、7h、7.2h、7.5h、7.7h或8h。
在本发明提供的生产工艺中，优选还包括：对步骤h)得到的弧框锻件进行检测，得到满足检测要求的弧框锻件。其中，所述检测的具体项目包括但不限于电导检测、探伤、机械性能检测和尺寸检测中的一种或多种。
本发明通过对弧框锻件的生产工艺进行优化设计，极大降低了复杂形状弧框锻件的生产难度，解决了其在加工变形、综合性能达标等方面存在的问题。采用本发明工艺生产的弧框锻件产品各主要性能指标满足相关要求、成品率高，该工艺方法极大的降低了弧框锻件的生产制造成本，具有良好的经济效益和市场前景。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
按照表1所示操作步骤和工艺参数对铝合金铸锭进行处理和检测，得到满足要求的铝合金弧框锻件：
表1实施例1操作步骤和工艺参数
对12个实施例1制得的铝合金弧框锻件进行检测，破坏性取样1个，交付11个产品，产品合格率为100％。
实施例2
按照表2所示操作步骤和工艺参数对铝合金铸锭进行处理和检测，得到满足要求的铝合金弧框锻件：
表2实施例2操作步骤和工艺参数
对12个实施例2制得的铝合金弧框锻件进行检测，破坏性取样1个，交付11个产品，产品合格率为100％。
实施例3
按照表3所示操作步骤和工艺参数对铝合金铸锭进行处理和检测，得到满足要求的铝合金弧框锻件：
表3实施例3操作步骤和工艺参数
对12个实施例3制得的铝合金弧框锻件进行检测，破坏性取样1个，交付11个产品，产品合格率为100％。
实施例4
按照表4所示操作步骤和工艺参数对铝合金铸锭进行处理和检测，得到满足要求的铝合金弧框锻件：
表4实施例4操作步骤和工艺参数
对12个实施例4制得的铝合金弧框锻件进行检测，破坏性取样1个，交付11个产品，产品合格率为100％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种弧框锻件的生产工艺，包括以下步骤：
a)将合金铸锭和锻造工具进行加热，然后利用加热后的锻造工具对合金铸锭进行自由锻造，得到自由锻坯料；
b)将所述自由锻坯料进行粗加工，得到粗加工坯料；
c)将所述粗加工坯料和预压模具进行加热，然后利用加热后的预压模具对粗加工坯料进行预压模锻，得到预压模锻坯料；
d)将所述预压模锻坯料和终压模具进行加热，然后利用加热后的终压模具对预压模锻坯料进行终压模锻，得到终压模锻坯料；
e)将所述终压模锻坯料进行毛边去除，得到除毛边坯料；
f)将所述除毛边坯料进行淬火处理，得到淬火坯料；
g)将所述淬火坯料进行冷变形处理，得到冷变形坯料；
h)将所述冷变形坯料进行人工时效处理，得到弧框锻件。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤a)中，所述合金铸锭的加热温度为420～440℃；所述合金铸锭的加热时间≥450min；所述锻造工具的加热温度为250～500℃；所述锻造工具的加热时间≥8h；所述自由锻造的开锻温度为410～440℃；所述自由锻造的终锻温度≥350℃。
3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤b)中，所述粗加工的具体过程包括：对所述自由锻坯料进行机加工和棱边倒圆角。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤c)中，所述粗加工坯料的加热温度为420～440℃；所述粗加工坯料的加热时间≥300min；所述预压模具的加热温度为400～500℃；所述预压模具的加热时间≥8h；所述预压模锻的开锻温度为410～440℃；所述预压模锻的终锻温度≥350℃；所述预压模锻的欠压量为1～5mm。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤d)中，所述预压模锻坯料的加热温度为420～440℃；所述预压模锻坯料的加热时间≥300min；所述终压模具的加热温度为400～500℃；所述终压模具的加热时间≥8h；所述终压模锻的开锻温度为410～440℃；所述终压模锻的终锻温度≥350℃；所述终压模锻的欠压量为0～3mm。
6.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤e)中，所述除毛边坯料的毛边残留量为0～5mm。
7.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤f)中，所述淬火处理的固溶温度为472～482℃；所述淬火处理的保温时间为450～500min；所述淬火处理的水温为55～65℃；所述淬火处理的转移时间≤25s；所述淬火处理的入水浸泡时间为15～30min。
8.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤g)中，所述冷变形处理的变形率为2～3％。
9.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，步骤h)中，所述人工时效处理采用双级时效工艺；其中，一级时效的温度为116～126℃；一级时效的保温时间为5～7h；二级时效的温度为172～182℃；二级时效的保温时间为6～8h。
10.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，还包括：对步骤h)得到的弧框锻件进行检测，得到满足检测要求的弧框锻件。
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