[发明专利]铝合金异型件等温精锻工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造加工技术领域，是一种铝合金异型件等温精锻工艺方法。

背景技术

在公知的技术中，精密光学器件中的铝合金异型零件，不仅对其复杂的外形有一定的精度要求，而且对其材料内部组织状态及强度有特别严格的要求。目前在这些零件的加工过程中，通常采用的工艺方法是：按照零件材质的牌号要求，采用棒料进行机械加工，由于其外形复杂，因而必须利用线切割、电脉冲、数控机床、加工中心、钳工等多种加工设备进行加工。加工的零件外观粗糙，强度低，而且费工费事，工序多，效率低，成本高，造成贵重材料的极大浪费。有的采用压力铸造的方法，能够克服材料浪费的问题，但是制作零件的强度远远达不到使用性能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便快捷、低成本、高效率，既能提高异型零件复杂的外形尺寸及光洁度，又能增强零件材质密度和强度的铝合金异型零件等温精锻工艺方法。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：根据异型性零件的设计要求，选用不同牌号的铝合金铸锭，该方法包括下料、锻坯、预锻、精锻、检查、修整的工艺流程精锻成型，其主要工艺步骤如下：

a)在锻坯时，按照制作零件的用料截取铸锭，加热至400～440℃，保温30～60min后，在锻压设备上进行锻打，锻打时先对径向进行压缩拔长，再在轴向进行压缩礅粗，再在径向进行压缩拔长；

b)预锻采用模锻，其加热温度为460～500℃，保温时间为30～60min，始锻温度465～490℃，终锻温度330～370℃，所用模具两端的分模面为折线形；

c)预锻后，将预锻毛坯置入蚀洗液内进行蚀洗、整理，祛除表面氧化层，其中；蚀洗液采用5～15％的硫酸或5～15％的盐酸或5～15％的任意比例硫酸与盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1～3％的碳化钾，蚀洗液温度为50～90℃；

d)精锻采用模锻，其加热温度为460～500℃，保温时间为30～60min，始锻温度465～490℃，终锻温度330～370℃，所用模具两端的分模面为折线形；

e)将精锻成型后的零件进行固熔处理和时效处理，其中，固熔处理是将精坯放入加热炉内加热至480～520℃，保温20～40min，取出精坯，置放在空气中冷却；时效处理是将精坯放入加热炉内加热至120～160℃，保温5～7h，然后再加热至130～170℃，保温0.5～2h，并按设计要求取样检验其金相结构和抗拉强度；

f)将经过热处理后的精坯置入蚀洗液内进行蚀洗、整理，祛除表面氧化层，其中，蚀洗液采用5～15％的硫酸或5～15％的盐酸或5～15％的任意比例硫酸与盐酸混合的水溶液，按质量百分比加入1～3％的碳化钾，蚀洗液温度为50～90℃。

所述锻坯、预锻、精锻及热处理过程中的加热速度控制在8～9℃/min。

所述预锻、精锻过程中的模具在锻压前预热至180～280℃。

采用上述铝合金材质的等温精锻工艺方法，其有益效果为：1)采用等温精锻，可使零件材质综合性能得到提高，内部密度增大，纤维方向随零件的形状布局，在满足各项指标的同时，可使零件强度提高1.1倍以上。2)相对于机械加工方法所获得的外形，其外观表面光洁度有极大的改善，对有外形尺寸要求的零件也极易满足要求。3)加工效率大大提高，加工成本可降低20％以上，而且能够节约大量的贵重材料资源，材料利用率可由传统方法的平均6％提高到70％以上。

具体实施方式

铝合金材质的等温精锻工艺方法，根据异型铝合金零件的材质要求，选用不同牌号的铝合金铸锭，并经过锻坯、利用模具等温预锻、等温精锻及热处理等工序，保持材料具备足够的可塑性，采用精锻模具，直接锻压成型，达到异型零件一次成型的目的，而且通过其内部晶格重新排列、细化，使零件内部组织的密度和抗拉强度大大增强，适用于精密光学器件配套的高强度构件。其具体方法步骤如下：

a)锻坯：按照零件设计材质要求选取相应牌号、规格及制作零件的用料截取铸锭，经加热400～440℃，其加热速度应控制在8～9℃/min，保温30～60min，使铸锭内外温度均匀，而后在锻压设备上进行锻打，锻打时先对径向进行压缩拔长，再在轴向进行压缩礅粗，再在径向进行压缩拔长；使其原有结晶形成的粗晶格组织破坏，并形成新的细晶格，重新排列，以增加其密度和强度，制成锻坯棒料；