[发明专利]一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法

说明书

本发明涉及一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法。首先通过系统性的镦拔改锻，改善7075铝合金棒材自带的残余铸态组织，再进行模锻成型，可大幅度提高机匣锻件的使用性能。对于形状复杂的多筋类7075铝合金机匣而言，普通模锻方法很难生产出合格的产品，主要问题在于：充型难度大、终锻温度低、出模困难、表面质量差、组织及性能差。本发明采用自由锻镦拔改锻、胎模制荒、等温模锻成型(带有混合润滑及预设顶出)的工艺思路，可有效提高大型多筋类复杂7075铝合金机匣的成型质量、组织及性能质量，并大幅度提高合格率和生产效率。

技术领域

本发明属于铝合金的热加工技术领域，涉及一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法。

背景技术

7075合金是铝-锌-镁-铜系可热处理强化的高强度变形铝合金，它可以获得各种品种、尺寸的制品，是目前使用最广泛的高强度铝合金。它有几种热处理状态类型：T6、T73和T76。T6状态强度最高，断裂韧度偏低，对应力腐蚀开裂敏感，且因其韧性随温度降低而降低，故T6状态一般不推荐用于低温场合；T73状态强度最低，但具有相当高的断裂韧度和优良的抗应力腐蚀开裂和抗剥落腐蚀性能；T76状态具有比T73状态高的强度和比T6状态高的抗应力腐蚀性能的综合性能。该合金长期使用温度一般不超过125℃。

直升机用多筋类复杂7075铝合金机匣的成型通常采用铸造成型或普通热模锻成型方法。铸造7075铝合金机匣缺陷较多，诸如多肉、孔洞、裂纹、冷隔、残缺、夹杂、成分不均等铸态组织固有缺点，导致产品性能低下、使用寿命较短。采用普通模锻方法充型难度较大，终锻温度低，锻件出模难度大，表面质量差，组织及性能亦较差。

本发明采用自由锻镦拔改锻、胎模制荒、等温模锻成型(带有混合润滑及预设顶出)的工艺思路，可有效提高大型多筋类复杂7075铝合金机匣的成型质量、组织及性能质量，并大幅度提高合格率和生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了解决大型多筋类复杂7075铝合金机匣锻件成型困难、组织及性能质量差、合格率和生产效率低下的问题。

本发明的技术方案是：

提供一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法，包括以下步骤：

步骤1、对7075铝合金合金棒料进行加热，加热温度为420℃～450℃，保温后通过反复镦、拔改锻(可根据来料实际状态合理增加火次重复进行锻造)，镦/拔单次变形量为40％～60％，得到中间坯料；

步骤2、加热中间坯料至420℃～430℃，保温后使用专用胎模进行锻荒，变形量为30％～50％，得到荒形；

步骤3、对荒形进行机械加工，以确保表面质量；

步骤4、加热荒形至420℃～430℃，保温后进行等温模锻，共进行5个火次；

进一步包括如下步骤：

步骤1中的镦拔改锻、步骤2中的胎模锻荒均采用3T空气锤(亦可采用同类型冲击变形锤锻设备)，锻前预热锤砧及操作工具至200～250℃。

步骤1中，镦粗时每锤压下量为50～70mm，拔长时每锤进给量为80～100mm，锤击间隔时间为1.5～2s，锻造加热温度在420℃～450℃之间。步骤2中，胎模锤击速度应缓，锤击间隔时间为2～3s，每锤压下量为40～60mm。

步骤1和步骤2中的终锻温度控制在350℃以上。

步骤3中的机械加工包括：缺陷去除、棱角平整、过渡圆角圆滑。步骤4中的等温模锻设备为31.5MN油压机，压下速度为2～3mm/s，且步骤4中的加热温度为420℃～430℃之间，模具加热温度设定为420±3℃，润滑剂采用石墨+石蜡混合润滑(1:4的体积比)，采用顶出装置用于锻件出模。