[发明专利]一种热轧铝合金环件振动热处理工艺方法

说明书

本发明公开了一种热轧铝合金环件振动热处理工艺方法，主要包括：(a)对铝合金环件进行热轧后，立即将其从环轧机上取下，在环件带有轧制余温的状态下，直接对环件进行均匀加热至一定温度，进行固溶处理；(b)对环件选择合适的淬火冷却速度进行冷却，并由红外线测温仪测量或凭实践经验控制环件从淬火介质中取出的温度为170±5℃，随即对环件进行振动时效处理；(c)对环件进行均匀加热至一定温度，进行时效处理。本发明是利用轧制余温进行固溶淬火+振动处理+时效处理的新型振动热处理工艺，节能环保，不但能够有效抑制或消除环件残余应力，而且可以得到高强度、高塑性和高韧性的铝合金环件。

技术领域

本专利涉及环件轧制与热处理技术领域，尤其涉及一种热轧铝合金环件振动热处理工艺方法。

背景技术

环件轧制又称辗环或扩孔，是利用轧辊驱动环件转动，通过轧制孔型的连续轧制变形，使环件直径不断增大，壁厚减小，截面逐渐成形的特殊塑性加工过程。环轧按温度分类，可分为冷轧和热轧，其中热轧工艺的基本流程为冶炼—浇铸钢锭—钢锭开坯—棒料—锯床下料—坯料—(加热)墩粗—墩粗件—冲孔—冲孔件—(加热)热环轧—成形件(冷却)—(加热)固溶—(冷却)淬火—(加热)时效处理—机加工—检验—成品件。

在以上工艺操作中，固溶淬火+时效处理是铝合金环件轧制后热处理工艺中十分重要的一道工艺，淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，进行时效处理以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。

在目前的生产过程中，在环轧完成后取下环件后，一般会使环件温度降到室温后再重新加热到固溶温度，这必然会浪费大量的能源；再者，经过时效过后的环件内部仍存在较大的残余应力，影响尺寸精度，环件的应力腐蚀性、疲劳性能等。因此，迫切需要一种有效、节能的热处理工艺来抑制或消除环件的残余应力，提高使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧铝合金环件振动热处理工艺方法，针对现有轧制过程存在能耗多、成品环件内部残余应力大的问题，提出一种利用轧制余温进行固溶淬火+振动处理+时效处理的新型振动热处理工艺，该工艺节能环保、可有效抑制或消除环件残余应力。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

(a)对铝合金环件进行热轧后，立即将其从环轧机上取下，在环件带有轧制余温的状态下，直接对环件进行均匀加热至一定温度，进行固溶处理；

(b)对进行了步骤(a)的固溶处理后的环件选择合适的淬火冷却速度进行冷却，并由红外线测温仪测量或凭实践经验控制环件从淬火介质中取出的温度为170±5℃，随即对环件进行振动时效处理；

(c)对进行了步骤(b)的振动时效后的环件进行均匀加热至一定温度，进行时效处理。

上述方案中，所述的步骤(a)中铝合金为可热处理强化型铝合金。

上述方案中，所述的步骤(b)中合适的淬火冷却速度，是通过经验判断或计算机虚拟仿真选取的，其冷却速度的大小必须保证环件在冷却至170±5℃时，具有合格的金相组织和力学性能。

上述方案中，所述的步骤(b)中振动时效处理具体为：依据环件的尺寸大小、内部残余应力分布情况可选择整体结构共振或局部共振的振动时效处理，可由经验或有限元建模仿真得到环件合适的支承方式、传感器合适的装夹方式及位置以及激振器合适的装夹方式、激振位置、激振方向、激振力、激振频率、激振时间，其中同一位置单次激振时间一般不超过30min。

上述方案中，所述的步骤(a)中的固溶处理以及步骤(c)中的时效处理，具体的热处理参数可由相关经验或参考手册查询获得，要求必须保证环件在整个热处理过程中不产生裂纹、不过热过烧、温度均匀。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：