[发明专利]铝合金大型盘类锻件局部锻造成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻造成形方法，特别是涉及了铝合金大型盘类锻件局部锻造成形方法。

背景技术

大型盘类锻件主要是用于航空、船舶等领域的关键零部件，该锻件形大体重、成形困难、生产成本高、质量要求高。而目前我国该类大锻件行业存在生产力分散、生产效率低；设备老化、生产能力低、机械化水平低等特点，目前还是主要靠创新工艺实现“小设备干大活”，为此工艺的优化至关重要。常用的大型饼类锻件成形方法有：下平砧拔长、上平砧下V型砧拔长、上下V型砧拔长、WHF锻造法、FM锻造法等。上述各种锻造工艺成形特点是拔长过程布砧方式为：砧面垂直于压下方向，，运砧方式为同方向顺序进砧。成形过程中砧子和工件的接触面相对固定，容易产生明显的轴向和横向拉应力，不利于内部空隙性缺陷的消除修复且易诱发微裂纹，同时金属流向单一、缺乏连贯性，力学性能各向异性严重，无法保证成形的均匀性；由于砧子和工件的接触面相对固定，导致压机载荷居高不下，压机生产能力未能充分发挥生产率低下，增加了成形难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用局部锻造成形方法生产铝合金大型盘类锻件，一方面克服设备能力不足，另一方面能够获得形状尺寸、组织性能良好的铝合金大型盘类锻件。

为解决上述技术问题，本发明所述铝合金大型盘类锻件局部锻造成形方法，其技术方案包括以下步骤：

按照成形要求，制造用于局部成形的内垫圈和外垫圈，外垫圈的内壁以及内垫圈的外壁均与水平工作台成α角，10°≤α≤30°；

把按规格下料的铝合金棒材，加热到一定温度保温；再将保温后的铝合金棒材经镦粗、冲孔、预轧成矩形厚壁的中间坯；

把外垫圈水平放置在工作台上，再将中间坯水平放置在外垫圈的内壁上，驱动锻锤向下压中间坯；然后更换垫圈，将内垫圈水平放置在工作台上，再将中间坯水平放置在内垫圈的外壁上，驱动锻锤向下压中间坯；然后将内垫圈拿开，将中间坯翻转过来，驱动锻锤将中间坯压平，完成第一次局部锻造；按照上述步骤对中间坯的另一端面进行第二次局部锻造；以此类推，最终获得铝合金大型盘类锻件。

所述铝合金为2A70合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述铝合金大型盘类锻件局部锻造成形方法，每次局部锻造都能改善大型盘类锻件力学性能的各向异性，提供三向压应力促进内部空隙性缺陷的消除和修复；改善单一的金属流动方向，增加了轴向纤维的延展性提高轴向力学性能；由于局部不同时变形，降低了压机载荷，提高了设备的生产效率，减小成形力实现了小设备干大活；可以实现小锻比成形，缩短加工周期从而降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是外垫圈局部变形示意图。

图2是内垫圈局部变形示意图。

图3是中间坯压平示意图。

具体实施方式

实施本发明所述的铝合金大型盘类锻件局部锻造成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、机械手等设备。以中国牌号2A70铝合金为例，来说明该方法的具体实施方式：

该2A70铝合金的主要化学元素含量(重量百分比)为：含Cu量1.9％～2.5％、含Mg量1.4％～1.8％、含Fe量0.9％～1.5％、含Ni量0.9％～1.5％、含Ti量0.02％～0.10％、含Mn量0.20％、含Zn量0.30％、含Si量0.35％、其他元素单个≤0.05％且总和≤0.10％、余量为Al。

本方法的步骤如下：

按照成形要求，制造用于局部成形的内垫圈3和外垫圈2，外垫圈2的内壁以及内垫圈3的外壁均与水平工作台成α角，10°≤α≤30°；

把按规格下料的铝合金棒材，加热到一定温度保温；再将保温后的铝合金棒材经镦粗、冲孔、预轧成矩形厚壁的中间坯1；

如图1所示，把外垫圈2水平放置在工作台上，再将中间坯1水平放置在外垫圈2的内壁上，驱动锻锤向下压中间坯1；然后更换垫圈，如图2所示，将内垫圈3水平放置在工作台上，再将中间坯1水平放置在内垫圈3的外壁上，驱动锻锤向下压中间坯1；然后将内垫圈3拿开，如图3所示，将中间坯1翻转过来，驱动锻锤将中间坯1压平，完成第一次局部锻造；按照上述步骤对中间坯1的另一端面进行第二次局部锻造；以此类推，最终获得铝合金大型盘类锻件。