CN114632860B - 一种铝合金旋压加工工艺及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金旋压加工工艺及其应用，包括以下步骤：S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度400～460℃，终旋温度为400～450℃，S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度390～440℃，终旋温度为380～440℃，S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度390～440℃，终旋温度为380～440℃，S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度380～430℃，终旋温度为370～420℃，本发明在旋压过程中对铝合金管材进行加热，提高了材料的塑性，避免了材料在旋压时出现的拉薄、拉裂等问题。
Description
技术领域
本发明属于铝合金加工技术领域，具体涉及一种铝合金旋压加工工艺及其应用。
背景技术
铝镁系形变强化合金，具有良好的抗腐蚀性能、断裂韧性和焊接性能，是一种综合性能较好的铝合金，适用于制造舰艇、飞机等的结构件和蒙皮。
旋压工艺是一种综合了锻压、挤压、环轧、拉伸、弯曲和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，适用于各种铝合金坯料的薄壁空心回转体零件的加工成形，长久以来，筒形件强力旋压被公认是制造薄壁长筒体的最有效的方法之一，但强力旋压又是一种典型的局部加载、受力和变形的成形工艺。因此，塑性变形区只局限于旋压轮与铝合金坯料的接触区域，而铝合金坯料周围多为弹性区，受力状态非常复杂，当加工厚壁铝合金坯料时，会出现内层坯料变形不透而增加了受力状态的复杂性，从而导致对加工坯料的厚度有所限制，此外现有的利用旋压技术进行的制造薄壁长筒体的工艺中由于旋压道次多等因素，会出现组织性能不均匀，严重的还会导致薄壁长筒体的开裂的问题。
因此开发一种铝合金旋压加工工艺，能够解决现有制造薄壁长筒体的工艺技术中铝合金坯料出现的拉薄、拉裂的问题是目前的当务之急。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种铝合金旋压加工工艺，针对现有技术的缺陷，本发明在旋压过程中对铝合金管材进行加热，提高了材料的塑性，达到改善材料塑性的目的，避免因材料产生的堆积而引发开裂。
根据本发明的一个方面，提出了一种铝合金旋压加工工艺，包括以下步骤：
S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为400～460℃，终旋温度为400～450℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为380～430℃，终旋温度为370～420℃，
所述旋压机的进给比为0.3～0.6mm/r，
所述第一道次旋压，所述第二道次旋压，所述第三道次旋压和所述第四道次旋压均通过旋压轮进行。
根据本发明的一种铝合金旋压加工工艺，至少具有以下有益效果：
1、上述开旋温度和终旋温度的设置是为了坯料具有很好的金属塑性，实现等温旋压，确保旋压成形，同时旋压的组织性能均匀，两个的温度如果过高，旋压坯料会出现堆积，晶粒长大，导致材料软化，温度过低，金属塑性变形，会出现旋压开裂，性能严重下降。
2、上述进给比设置为了确保旋转过程中坯料的塑性变形均匀，确保组织性能的均匀性，进给比过低，单道次旋压时间长，温降明显，不利于成形，进给比过高，坯料塑性变形不够，组织性能比较差。
3、设置四道旋压，旋压过程中边旋压边加热保温，实现等温旋压(终旋温度尽量接近开旋温度)，可保障整个旋压过程金属塑性很好，因此每道次的变形量均比较大，经过四个道次之后，产品的厚度尺寸可以到达标准要求，同时组织性能也很均匀，生产的流程也较短。如果道次减少，旋压变形量不够，会造成组织性能不达标，如果道次增加，生产流程长，坯料温降也比较明显，不利于等温旋压)。
4、加热旋压一方面是为了降低对旋压设备动力和刚度的要求：另一方面能够旋压厚壁毛坯并加大旋压用量，由于被加工材料加热到较高的温度(但必须低于该金属的再结晶温度)，使其变形抗力显著降低，塑性大为提高，这样就可以在相同设备上加工较大厚度的毛坯，并缩短旋压作业时间，提高生产率以降低旋压件的制造成本。
5、与传统工艺相比，本发明的铝合金旋压工艺生产铝合金回转体零件的金属变形条件好，旋压时由于旋轮与金属接触近乎线或点接触因此使用的压力小，从而能够集中很大的单位压力使金属发生变形，得到薄壁制件。旋压最大单位压力可达280kg/mm2，而8000kN的压力机在正常工作时的压力仅为100kg/mm2。由于逐点成形的单位面积上的压力高，机床消耗的功率也较少。加工同样大小的制件，旋压机床的吨位只是压力机吨位的1/20。
本发明的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品范围广，根据旋压机的能力可以制作大直径薄壁管材、特殊管材及变断面管材、球形、半球形、椭圆形、曲母线形以及带有阶梯和变化壁厚的几乎所有回转体制件。
本发明的铝合金旋压工艺生产铝合金的材料利用率高，生产成本低。旋压加工与机加工相比，可节约材料20％～50％，最高可达80％，使成本降低30％～70％。
本发明的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品性能显著提高，在旋压之后材料的组织结构与机械性能均发生变化，晶粒度细小并形成具有纤维状的特征。强度、屈服强度和硬度都有提高，强度提高60％～90％，而伸长率降低。
本发明的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品表面光洁度高，尺寸公差小。旋压加工制品的表面光洁度一般可达Ra3.2～Ra1.6,最好的可达Ra0.4～Ra0.2，经过多次旋压可达Ra0.1。旋压产品可能达到较小的壁厚公差，直径300mm,公差为0.05mm,φ300～1600mm时，公差为0.12mm。
本发明的铝合金旋压工艺与板材冲压相比较，金属旋压能大大简化工艺所使用的装备，一些需要6～7次冲压的制件，旋压一次即可制造出来，而且金属旋压机床比能力相同的冲压机床的价格便宜一半。
金属旋压有自检作用。在旋压过程中，毛坯中夹渣、裂纹等缺陷会暴露出来。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述铝合金旋压加工工艺还包括在上述步骤S4的第四道次旋压后得到的筒形件沿母线方向切开展平。
利用上述方法可以在φ2m筒形件的旋压机得到6m宽的板材，但是采用传统的轧制方法要生产3m宽的板材就需要相当大型的轧机。
在本发明的一些优选地实施方式中，步骤S1中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
在本发明的一些优选地实施方式中，步骤S2中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
在本发明的一些优选地实施方式中，步骤S3中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述旋压机的主轴转速为60r/min～l00r/min，进给量为20mm/min～60mm/min。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述旋压机的旋压轮的压下率为15～30％。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述旋压机的旋压轮的个数为4个。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压中，所述旋压机的主轴转速为60r/min～l20r/min，进给量40mm/min～80mm/min。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压中，所述旋压机的主轴转速60r/min～l20r/min，进给量40mm/min～80mm/min。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压中，所述旋压机的主轴转速100r/min～l50r/min，进给量30mm/min～60mm/min。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压，所述第二道次旋压，所述第三道次旋压和所述第四道次旋压均利用热源对所述铝合金坯料进行加热。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金旋压加工工艺所用热源选自天然气喷枪。
在本发明的一些实施方式中，所述热源的个数≥4个。
在本发明的一些实施方式中，所述热源的个数为4个。
在本发明的一些优选地实施方式中，所述天然气喷枪对准芯杆上的铝合金坯料，呈对称分布。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压前还包括将所述铝合金坯料预热。
在本发明的一些实施方式中，所述预热包括第一级预热和第二级预热。
在本发明的一些实施方式中，所述第一级预热的温度为：400～450℃，第一级预热的时间为6～12h。
在本发明的一些实施方式中，所述第二级预热的温度为：450～500℃，第二级预热的时间为3～8h。
所述预热工艺是为了坯料的均质处理，使铸态组织均匀，在上述温度范围内，坯料更均匀，消除了过烧以及均质效果差的风险。
在本发明的一些优选地实施方式中，所述第一级预热的温度约为420℃，第一级预热的时间约为10h；
在本发明的一些优选地实施方式中，所述第二级预热的温度约为480℃，第二级预热的时间约为6h。
在本发明的一些实施方式中，在所述第一道次旋压前还包括将所述旋压机的芯杆预热。
在本发明的一些实施方式中，所述芯杆的预热温度为250～350℃。
在本发明的一些实施方式中，所述芯杆的预热采用所述天然气喷枪进行预热。
在本发明的一些优选地实施方式中，所述芯杆的预热温度约为300℃。
在本发明的一些实施方式中，所述芯杆的预热中，所述天然气喷枪的流量为5～10m3/h，所述天然气喷枪的喷嘴距离所述芯杆的芯轴的距离为10～30cm，所述旋压机的主轴转速10r/min～30r/min。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述天然气喷枪的流量约为8m3/h，所述天然气喷枪的喷嘴距离所述芯杆的芯轴的距离为15cm，所述旋压机的主轴转速15r/min。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述天然气喷枪的流量为1～4m3/h。
在本发明的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述天然气喷枪的喷嘴距离铝合金坯料的距离为15～35cm。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压前，还包括用对所述铝合金坯料的预热。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压前，所述预热中，所述铝合金坯料预热至420～430℃。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压中，所述旋压轮的压下率为25～45％。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压中，所述旋压轮的个数为4个。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压中，所述天然气喷枪的流量为2～6m3/h。
在本发明的一些实施方式中，所述第二道次旋压中，所述天然气喷枪的喷嘴距离铝合金坯料的距离为15～35cm。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压前，还包括用对所述铝合金坯料的预热。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压前，所述预热中，所述铝合金坯料预热至420～430℃。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压中，所述旋压轮的压下率为25～45％。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压中，所述旋压轮的个数为4个。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压中，所述天然气喷枪的流量为3～8m3/h。
在本发明的一些实施方式中，所述第三道次旋压中，所述天然气喷枪的喷嘴距离铝合金坯料的距离为15～35cm。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压前，还包括对所述铝合金坯料的预热。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压前，所述预热中，所述铝合金坯料预热至420～440℃。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压中，所述旋压轮的压下率为10～35％。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压中，所述旋压轮的个数为4个。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压中，所述天然气喷枪的流量为1～4m3/h。
在本发明的一些实施方式中，所述第四道次旋压中，所述天然气喷枪的喷嘴距离铝合金坯料的距离为15～35cm。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金坯料包括，铝合金无缝管材。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金无缝管材的直径为Φ500mm～Φ2000mm。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金无缝管材的壁厚为10～60mm。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金无缝管材的长度为1000～6000mm。
本发明的第二个方面提供了一种所述的铝合金旋压加工工艺在制备回转体制件和铝合金板材中的应用。
在本发明的一些实施方式中，所述回转体制件包括大直径薄壁管形、特殊管形、变断面管形、球形、半球形、椭圆形、曲母线形、阶梯状中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述铝合金板材的制备工艺为将上述步骤S4后得到的筒形件沿母线方向切开展平。
本发明提供的铝合金旋压加工工艺能制作超宽板材铝合金，仅通过旋压φ2m筒形件的旋压机即能实现加工得到超宽板材铝合金。
本发明的一些实施方式中，所述“约”为误差为±2％。
附图说明
图1为实施例1中的铝合金坯料的金相组织。
图2为实施例1中加工得到的铝合金无缝管材金相组织。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本实施例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm，所述铝合金坯料的金相组织如图1所示：
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h；
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min；
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，每个喷枪天然气的流量为2m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，旋压机的主轴转速60r/min，进给量30mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为410℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为4m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度410℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量40mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为400℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热铝合金坯料至420～430℃，每个喷枪天然气的流量为5m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度410℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量40mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为395℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至420～440℃，每个喷枪天然气的流量为3m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为385℃，得到铝合金无缝管材。所述铝合金无缝管材的金相组织如图2所示。
图1为铝合金坯料的原始金相组织，晶粒组织粗大。图2为铝合金无缝管材的金相组织，晶粒细小均匀，具有变形组织的明显特征。
实施例2：
本实施例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本实施例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm：
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h。
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min。
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，每个喷枪天然气的流量为2m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，旋压机的主轴转速60r/min，进给量48mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为415℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为4m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度415℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为410℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热铝合金坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为5m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，坯料开旋温度410℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为405℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为3m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度415℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为395℃。
实施例3：
本实施例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本实施例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm：
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h；
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min；
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，每个喷枪天然气的流量为2m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，旋压机的主轴转速60r/min，进给量60mm/min，进给比1mm/r，终旋温度为410℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为4m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速60r/min，进给量60mm/min，进给比1mm/r，终旋温度为415℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热铝合金坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为5m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速60r/min，进给量60mm/min，进给比1mm/r，终旋温度为410℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至425℃，每个喷枪天然气的流量为3m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料的开旋温度415℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为400℃。
实施例4：
本实施例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本实施例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm：
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h；
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min；
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，每个喷枪天然气的流量为1m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，旋压机的主轴转速60r/min，进给量48mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为400℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至415℃，每个喷枪天然气的流量为2m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，开旋温度410℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为380℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至410℃，每个喷枪天然气的流量为3m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，铝合金坯料开旋温度400℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为380℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至410℃，每个喷枪天然气的流量为1m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，开旋温度400℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为370℃。
实施例5：
本实施例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本实施例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm：
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h；
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min；
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，铝合金坯料开旋温度425℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，每个喷枪天然气的流量为4m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，旋压机的主轴转速60r/min，进给量48mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为430℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热坯料至430℃，每个喷枪天然气的流量为6m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，开旋温度420℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为415℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，旋压前采用四个天然气喷枪预热铝合金坯料至430℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离旋压坯料的距离20cm，开旋温度425℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为410℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，旋压前采用四个天然气喷枪预热铝合金坯料至410℃，每个喷枪天然气的流量为4m3/h，喷嘴距离铝合金坯料的距离20cm，开旋温度425℃，旋压过程中采用四个天然气喷枪一边旋压一边加热，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为405℃。
对比例1：
本对比例提供了一种铝合金旋压加工工艺，其中本对比例中采用的铝合金坯料为5A06铝合金管坯，直径Φ1200mm，壁厚50mm，长度1000mm，本对比例和实施例1的区别在于旋压过程中没有采用喷枪保温。
一种铝合金旋压加工工艺，步骤为：
(1)铝合金管坯预热工艺：第一级温度：420℃，保温10h；第二级温度：480℃，保温6h；
(2)旋压芯杆预热：采用四个天然气喷枪进行预热，预热温度为300℃，每个喷枪天然气的流量为8m3/h，喷嘴距离芯轴的距离15cm，旋压机的主轴转速15r/min；
(3)第一道次旋压，四个旋压轮，压下量10mm，压下率为20％，铝合金坯料开旋温度420℃，旋压机的主轴转速60r/min，进给量48mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为420℃；
(4)第二道次旋压，四个旋压轮，压下量16mm，压下率为40％，开旋温度390℃，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为350℃；
(5)第三道次旋压，四个旋压轮，压下量9.6mm，压下率为40％，开旋温度340℃，旋压机的主轴转速80r/min，进给量64mm/min，进给比0.8mm/r，终旋温度为305℃；
(6)第四道次旋压，四个旋压轮，压下量4.3mm，压下率为30％，开旋温度295℃，旋压机的主轴转速100r/min，进给量50mm/min，进给比0.5mm/r，终旋温度为255℃；测试例1
本测试例测试了实施例1～5，对比例1的得到的铝合金无缝管材的机械性能，测试结果如表1所示，力学性能检测标准：GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法。
表1实施例1～5，对比例1的铝合金力学性能
实施例1进给比偏小(进给量除以主轴转速)局部变形严重，会出现微裂纹，实施例3会出现堆积，进给比偏大(进给量偏大)，旋压过程中金属来不及均匀的流动就被旋压轮挤出堆积，但是实施例1和实施例3均不影响铝合金的性能。对比例1是因为旋压过程中温度下降严重，金属塑性变差，导致裂纹。本发明制备的铝合金无缝管材相比铝合金坯料，抗拉强度从300MPa提高到380MPa，提高了26.7％；屈服强度从145MPa提高到205MPa，提高了41.3％；伸长率从12％提高到23％，提高了91.7％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种铝合金旋压加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为400～460℃，终旋温度为400～450℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为380～430℃，终旋温度为370～420℃，
所述旋压机的进给比为0.3～0.6mm/r，
所述第一道次旋压，所述第二道次旋压，所述第三道次旋压和所述第四道次旋压均通过旋压轮进行；
所述第一道次旋压中，所述旋压机的旋压轮压下率为15～30％；
所述第二道次旋压中，所述旋压机的旋压轮的压下率为25～45％；
所述第三道次旋压中，所述旋压轮的压下率为25～45％。
2.根据权利要求1所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第一道次旋压前还包括将所述铝合金坯料的预热。
3.根据权利要求2所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述铝合金坯料的预热包括第一级预热和第二级预热。
4.根据权利要求3所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第一级预热的温度为：400～450℃，第一级预热的时间为6～12h。
5.根据权利要求4所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第二级预热的温度为：450～500℃，第二级预热的时间为3～8h。
6.根据权利要求1所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第一道次旋压前还包括将所述旋压机的芯杆预热。
7.根据权利要求6所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述芯杆的预热温度为250～350℃。
8.根据权利要求1所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第四道次旋压中，所述旋压轮的压下率为10～35％。
9.根据权利要求1所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述铝合金坯料包括铝合金无缝管材。
10.根据权利要求9所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述铝合金无缝管材的直径为Φ500mm～Φ2000mm。
11.根据权利要求9所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述铝合金无缝管材的壁厚为10～60mm。
12.根据权利要求9所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述铝合金无缝管材的长度为1000～6000mm。
13.根据权利要求1～12任一项所述的铝合金旋压加工工艺在制备回转体制件和铝合金板材中的应用。
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