[发明专利]一种无粗晶2618铝合金等温模锻件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及解决铝合金锻件粗晶问题的方法，具体涉及一种无粗晶2618铝合金等温模锻件的制备方法。

背景技术

2618铝合金以其良好的耐热性能，热状态下塑性高，塑性变形时工艺性能好，广泛应用于航空航天工业。然而在热塑性成形时，由于2618铝合金所含的Mn和Ti等抑制晶粒长大的微量元素含量较少，致使锻件经常出现粗晶问题，甚至在等温成形模锻件中也经常出现粗晶现象，严重的粗晶锻件晶粒直径甚至达到表层晶粒直径为3～4mm，内部晶粒直径为1～2mm，材料力学性能差，造成锻件报废。

目前2618铝合金的锻造工艺过程一般为来料挤压棒料先切除粗晶环，切除量一般为Φ5～10mm，然后420℃保温，按照直径大于100mm的坯料按1mm/2min计算，直接进行锻造，再进行固溶处理，固溶时间一般为按照直径大于100mm的锻件按1mm/2min计算，该锻造工艺得到的锻件会产生大量粗晶部位，分析导致粗晶原因，总结三点：首先，切除Φ5～10mm粗晶环后，棒材组织中仍然存在大量极不稳定的未完全再结晶组织，即亚晶组织，这种亚晶组织的存在将影响到棒材随后热处理的再结晶温度，生产实践和理论研究都已表明：挤压棒材如果存在亚晶组织，那么在随后的加热过程中，必然会发生亚晶合并产生再结晶，依靠吞并亚晶而迅速长大成粗大的晶粒区，导致粗晶；其次，保温后直接进行锻造，使得锻件部分区域变形程度落入5％-15％的临界变形区和75％-95％的临界变形区域，锻件一旦落入临界变形区容易导致粗晶；再次，固溶时间为按照直径大于100mm的坯料按1mm/2min计算，按照直径和高度方向进行计算，时间过长，容易导致粗晶。

发明内容

本发明为解决2618铝合金等温模锻件粗晶的问题，而提供一种无粗晶2618铝合金等温模锻件的制备方法。

本发明的一种无粗晶2618铝合金等温模锻件的制备方法包括如下步骤：

一、切除粗晶环：下料，来料进行切除，切除量为Φ(5～10)mm，得到无粗晶环的铝合金棒材；

二、切除亚晶组织：将步骤一的无粗晶环的铝合金棒材进一步切除，切除至棒材整个断面进行等比例实物金相检查无亚晶组织，得到无亚晶组织的铝合金棒材；

三、保温：加热炉升温至400～450℃，将步骤二的无亚晶组织的铝合金棒材放入炉中，保温时间为以棒材高度或者直径1mm/2min计算得到的下限时间；

四、计算变形程度：通过步骤三后的棒材的尺寸与最后要得到的锻件的尺寸计算由步骤三后的棒材锻造至最后要得到的锻件时步骤三后的棒材表面各处的变形程度，所述的变形程度是指步骤三后的棒材的宏观尺寸在X方向、Y方向上和Z方向上的变形程度，若该变形程度满足15％～75％，则将步骤三后的棒材作为预制坯件直接进行模锻；

五、锻造：将步骤四后的预制坯件进行最终模锻，空冷后，进行固溶，固溶温度500～550℃，固溶时间为以棒材高度或者直径1mm/2min计算得到的下限时间，最后时效，得到无粗晶2618铝合金锻件。

本发明的一种无粗晶2618铝合金等温模锻件的制备方法包括如下步骤：

一、切除粗晶环：下料，来料进行切除，切除量为Φ(5～10)mm，得到无粗晶环的铝合金棒材；

二、切除亚晶组织：将步骤一的无粗晶环的铝合金棒材进一步切除，切除至棒材整个断面进行等比例实物金相检查无亚晶组织，得到无亚晶组织的铝合金棒材；

三、保温：加热炉升温至400～450℃，将步骤二的无亚晶组织的铝合金棒材放入炉中，保温时间为以棒材高度或者直径1mm/2min计算得到的下限时间；

四、计算变形程度：通过步骤三后的棒材的尺寸与最后要得到的锻件的尺寸计算由步骤三后的棒材锻造至最后要得到的锻件时步骤三后的棒材表面各处的变形程度，所述的变形程度是指步骤三后的棒材的宏观尺寸在X方向、Y方向上和Z方向上的变形程度，若该变形程度不满足15％～75％，则将步骤三后的棒材进行预锻造；

五、预锻造：将步骤三后的棒材进行拔长和镦粗，拔长和镦粗循环进行，直到根据拔长和镦粗后的棒材的尺寸和最后要得到的锻件的尺寸计算，结果显示拔长和镦粗后的棒材表面各处的变形程度满足15％～75％，则将拔长和镦粗后的棒材作为预制坯件进行最终模锻；其中每一次拔长的变形程度为拔长前后棒材的宏观尺寸在X方向、Y方向和Z方向上的变形程度满足15％～75％；每一次镦粗的变形程度为镦粗前后棒材的宏观尺寸在X方向、Y方向和Z方向上的变形程度满足15％～75％；