[发明专利]一种提高铝合金三向性能的成型方法

说明书

本发明公开一种提高铝合金三向性能的成型方法，本发明对铝合金棒材毛坯进行了五镦五拔锻造工艺，采用三向锻造工艺成形，使其形变过程中材料随着外加载荷变化而不断被压缩和拉长，变形充分，通过反复变形达到细化晶粒，改善力学性能的效果。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种提高铝合金三向性能的成型方法。

背景技术

铝合金具有密度低，塑性好，易于冷、热加工等特点，其制品被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶及机械制造等领域。在实际锻造生产过程中，铝合金由于变形温度范围窄、对应变速率敏感、粘性大、对加热和锻造温度要求苛刻，很容易出现性能不合格或粗晶问题。特别是在航空航天领域，随着武器装备性能的不断提升，对铝合金锻件的性能要求也越来越高，最显著的就是已经由原来的单纯只关注某一方向的性能转变为全面关注锻件三个方向的性能，这对锻件的制造工艺及过程控制均提出了非常高的要求。现阶段，生产铝合金锻件用的原材料一般都是挤压棒材，挤压棒材由于其工艺特点，具有明显的各项异性，沿棒材长度方向的室温拉伸性能最好，并且棒材组织中的杂质相也是沿棒材长度方向呈条带状分布，也具有明显的方向性。采用挤压棒材成形时，如果按照常规锻造工艺，即棒材直接镦粗或拔长成形，则锻件的力学性能也会遗传棒材的各项异性特性，沿原始棒材长度方向的力学性能最好，其它方向的力学性能很差，且组织中的杂质相的分布形貌改善也不明显，所以为了综合提升锻件各个方向的力学性能，必须对锻件的锻造工艺进行研究，以改善锻件的各项异性特性，提高锻件的质量水平。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高铝合金三向性能的成型方法，本发明能够提高铝合金锻件三向性能。

为达到如上目的，本发明采取的技术方案是：

一种提高铝合金三向性能的成型方法，包括如下步骤：

S1，将预设长度的铝合金棒材加热至470～490℃并保温，待铝合金棒材温度均匀，然后将铝合金坯料棒材沿着Y方向镦粗，得到第一锻件：

S2，将第一锻件沿着X方向拔长得到第二锻件；

S3，将第二锻件沿着X方向镦粗得到第三锻件；

S4，将第三锻件沿着Z向拔长得到第四锻；

S5，第四锻件进行加热470～490℃并保温，待铝合金棒材温度均匀，然后将第四锻件沿着Z向镦粗得到第五锻件；

S6，将第五锻件沿着X向拔长得到第六锻件；

S7，将第六锻件沿着X向镦粗得到第七锻件；

S8，第七锻件进行加热470～490℃并保温，待铝合金棒材温度均匀，然后将第七锻件进行Z方向拔长得到第八锻件；

S9，将第八锻件沿着Z方向镦粗得到第九锻件；

S10，将第九锻件沿着Y向拔长，整形得到成品锻件，锻后空冷；

S11，空冷后，对锻件进行退火、固溶及人工时效处理，完成加工；

其中，上述X向、Y向和Z向两两垂直，以铝合金棒材轴向为Y向，以铝合金棒材径向的两个相互垂直的方向分别为X向和Z向。

优选的，S1中，保温最短时间按照1.5-2.5min/mm计算。

优选的，S1中，沿着Y方向镦粗时的锻造比为1.2-2.0；S2中，将第一锻件沿着X方向拔长得到第二锻件时，锻造比设为0.5-1.2；S3中，将第二锻件沿着X方向镦粗得到第三锻件时，锻造比为1.2-2.0；S4中，将第三锻件沿着Z向拔长得到第四锻时，锻造比为0.5-1.5。

优选的，S5中，加热保温时间按0.5-1.2min/mm计算。