[发明专利]一种高强耐蚀铝合金锻件制造工艺

说明书

本发明公开一种高强耐蚀铝合金锻件制造工艺，该工艺包括以下步骤：备料、加热、多轴锻造、机加工、加热、马架扩孔、加热、辗环、机加工、固溶淬火、冷压变形、时效等，其中时效处理方法为：第一级时效：冷压后的环锻件室温装炉升温至90‑110℃保温1‑3h，空冷；第二级时效，环件到温装炉，在150‑160℃保温4‑8h，时效结束后空冷。

技术领域

本发明涉及铝合金成形和热处理工艺，尤其涉及一种适用于 2A14高强耐蚀铝合金环锻件的生产工艺。

背景技术

2A14铝合金是Al-Cu-Mg系高强度锻造合金，该合金具有工艺性能良好，热塑性好和耐热性好等优点，主要用于形状复杂或耐热可焊的结构件、自由锻件和精密模锻件，是航空航天和交通运输等领域的重要材料。随着我国航空航天工业的快速发展，2A14铝合金环锻件的使用需求越来越大，对环件组织性能的均匀性和稳定性要求越来越高，对环件的成形和热处理工艺也提出了更高要求。生产中，2A14铝合金环锻件虽然形状简单，但具有薄壁，大直径等结构的特殊性。传统的自由锻+机加工成型方法，生产效率不高，材料利用率低，需要较大的吨位，且变形不均匀，变形量不易控制；现有的多轴锻造+辗环工艺，因锻造，辗环过程的成形特点， 2A14铝合金环锻件存在各向变形不均匀，变形量不一致，组织性能各向异性大等问题，力学性能的各向异性尤为明显，尤其是易出现径向伸长率偏低造成产品不合格的情况。经优化后的热处理工艺处理后性能虽能满足技术要求，但由于环锻件组织的方向性造成切、径、轴三个方向力学性能不一致，尤其是伸长率很低，富余量较小，稍有波动便出现产品性能不合格，因此难以满足航空航天领域对其使用要求。

发明内容

本发明针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的高强耐蚀2A14铝合金锻件生产工艺，并通过优化热处理工艺，有效减小铝合金环锻件组织和性能的各向异性，提高产品的综合力学性能和抗腐蚀能力。

为实现上述目的，本发明公开的一种高强耐蚀铝合金锻件制造工艺，所采用的工艺方案包括以下步骤：

(1)备料：将H112态铝合金圆棒料锯切至工艺尺寸要求,得原材料；

(2)加热：将步骤(1)所得原材料在室温装炉，按功率升温至 400±5℃，再以50℃/h升温速度升温至460±5℃后保温6 h，得均热原材料；

(3)多轴锻造：将步骤(2)所得均热原材料进行锻造，保持始锻温度为420-460℃，终锻温度≥400℃，在3600T液压机上进行三镦两拔多轴锻造开坯，所述锻造过程为：先Z向镦粗1次，然后 X向镦拔1次，Y向镦拔1次，接着倒棱、滚圆、镦粗、平端面，最后冲孔，得冲孔后坯料；

(4)机加工、加热：将步骤(3)所得冲孔后的坯料空冷至室温，用卧式车床清理环坯内外表面缺陷后，环坯室温装炉，加热至 440±5℃后保温2-4h，得环坯；

(5)马架扩孔、加热：利用预热至400±5℃的芯棒将步骤(4) 所得环坯扩孔至工艺尺寸，将扩孔后的环坯重新回炉加热至440±5 ℃后保温2-4h，得扩孔加热环坯；

(6)辗环：利用5米径轴向数控辗环机以0.1mm/s～0.5mm/s的芯辊进给速度在200～440℃温度段内将步骤(5)所得扩孔加热环坯均匀连续辗制至工艺尺寸，得辗制的环件；

(7)机加工、固溶淬火：将步骤(6)辗制的环件转移至地面平放，待完全冷却后机加工上下端面，将机加工后的环件室温装炉，加热至400±3℃保温30min后，以50℃/h升温速度继续升温至 500±3℃固溶保温3h，淬火转移时间≤10s，淬火水温为40-50 ℃，淬火时间15-20min，得固溶淬火后的环锻件；

(8)冷压变形：将步骤(7)所得固溶淬火后的环锻件进行6- 7％轴向冷压变形，得冷压后的环锻件；