專利名稱：7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)雜截面的大直徑金屬環(huán)件的短流程加工成形方法，具體的涉及一種7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)航天事業(yè)的飛速發(fā)展，大推力運(yùn)載火箭急需直徑5米以上級(jí)的大型復(fù)雜截面鋁合金環(huán)件。所謂復(fù)雜截面環(huán)件，是指環(huán)件軸向方向截面積尺寸差異較大、環(huán)件截面方向形狀和尺寸變化較大、以及內(nèi)表面和外表面形狀均較為復(fù)雜的金屬環(huán)件，它是大推力運(yùn)載火箭項(xiàng)目能否成功的重要環(huán)節(jié)，是運(yùn)載火箭的關(guān)鍵連接件。特殊的使用環(huán)境對(duì)環(huán)件的尺寸精度和綜合力學(xué)性能提出了近乎苛刻的要求一方面要求零件具有高精度的外形尺寸， 避免后續(xù)機(jī)加成形，浪費(fèi)大量人力物力的同時(shí)嚴(yán)重降低環(huán)件使用性能；另一方面要求零件具有優(yōu)異的組織狀態(tài)以達(dá)到綜合力學(xué)性能的要求。目前，復(fù)雜截面環(huán)件的制備通常采用熱軋制(也稱作熱輾擴(kuò))與機(jī)械切削加工聯(lián)合完成。該工藝基于成形錠坯軋制出矩形截面的環(huán)坯，再通過(guò)機(jī)械切削將矩形截面加工成所需要的復(fù)雜截面。主要加工工藝流程為冶煉一開坯一下料一鐓粗一沖孔一熱軋制一熱處理一機(jī)械加工。該工藝存在以下幾個(gè)方面的問題
1)流程冗長(zhǎng)，工序繁多，生產(chǎn)效率低；
2)輾擴(kuò)環(huán)坯需沖孔制備，且最終截面形狀需通過(guò)切削多余敷料保證，材料利用率低；
3)機(jī)械加工過(guò)程切斷金屬流線，導(dǎo)致環(huán)件綜合力學(xué)性能下降；
4)制備過(guò)程需反復(fù)加熱，導(dǎo)致晶粒粗大，表面氧化嚴(yán)重，能源損耗大。公開號(hào)為CN 101817134A的中國(guó)專利公開了一種金屬環(huán)件短流程鑄輾復(fù)合成形的方法，該金屬環(huán)件短流程鑄輾復(fù)合成形的方法雖然在一定程度上滿足生產(chǎn)流程短，節(jié)省能源、材料和人力的有益效果，但是該方法采用離心鑄造環(huán)坯，無(wú)法滿足復(fù)雜截面環(huán)件的加工要求，且生產(chǎn)得到的金屬環(huán)件的綜合力學(xué)性能還達(dá)不到如運(yùn)載火箭的使用要求。鑒于此，本發(fā)明旨在探索一種7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，該7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法不僅能夠簡(jiǎn)化鋁合金環(huán)件的制坯工藝流程、降低成本和提高生產(chǎn)效率，而且還能夠有效改善鋁合金環(huán)件的微觀組織狀態(tài)，提高綜合力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，該7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法不僅能夠簡(jiǎn)化鋁合金環(huán)件的制坯工藝流程、降低成本和提高生產(chǎn)效率，而且還能夠有效改善鋁合金環(huán)件的微觀組織狀態(tài)，提高綜合力學(xué)性能。要實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括如下步驟
1)熔煉將7075鋁合金在熔化爐中按成分配比熔煉；
2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為680-700 °C，加壓速度為35-40 mm/s，充型時(shí)間l_6s，比壓為160-200MPa，并在該壓力下保壓35-45 S，得到近終截面環(huán)坯；
3)均勻化近終截面鋁合金環(huán)坯冷卻至440-4701時(shí)，保溫6-24 h ；
4)余熱等溫軋制當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至440-4601時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制；
5)熱處理經(jīng)余熱等溫軋制得到的環(huán)坯在460-477°C保溫1-2 h，冷水淬火，隨后在100-110 °C保溫 6-8h 后升溫至 170-180°c保溫 6_8h ； 6)精整。進(jìn)一步，所述第2)步驟中，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至100-150 1時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度10-20微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至230-250 V ；
進(jìn)一步，所述第4)步驟中，余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度V彳μ滿足V$_=0. 5-0. 6V彳所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30-50 mm時(shí)，軸向軋棍抬起；
進(jìn)一步，軋制模具與坯料溫差為±10°c ；
進(jìn)一步，所述第4)步驟中，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值；
進(jìn)一步，所述第I)步驟中，熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金；
進(jìn)一步，純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均需除去表面的氧化皮和污物，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽；
進(jìn)一步，將熔化爐升溫，待溫度上升到300-320°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到760-780°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到740^750 1時(shí)，將預(yù)熱到200-300 °C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的1-2%的精煉劑及用量為鋁液重量的1-2%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化10-40分鐘；在730-735°C時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣5_10分鐘；靜置10-30分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 1-0. 3%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在720-730°C的溫度下靜置20-30分鐘；
進(jìn)一步，所述中間合金為AlCu50和AlCr2，所述覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1 ；
進(jìn)一步，所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸；
進(jìn)一步，所述余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，控制軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度(3°，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330_。本發(fā)明的有益效果為
本發(fā)明的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉一液態(tài)模鍛一均勻化一余熱等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉鋁合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并利用環(huán)坯凝固的余熱直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無(wú)沖孔工序，鋁合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)液鍛環(huán)坯組織狀態(tài)顯著優(yōu)于普通鑄造環(huán)坯，輔以后續(xù)的熱軋制成形可充分保證環(huán)坯材料的鍛態(tài)改性，獲得細(xì)密且均勻化的組織。4)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
5)坯料無(wú)須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。因此，本發(fā)明的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法有效簡(jiǎn)化制坯工藝，縮短工藝流程，降低成本，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的推廣應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。第一實(shí)施例
本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法包括如下步
驟
I)熔煉將鋁合金熔煉完成后，在725°C的溫度下靜置25分鐘；具體的，本實(shí)施例熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金；純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均用砂紙打磨，除去表面的氧化皮和污物，然后在清水中清洗，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽。熔煉過(guò)程中，當(dāng)熔化爐溫度上升到310°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到770°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到745°C時(shí)，將預(yù)熱到200°C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的I. 5%的精煉劑及用量為鋁液重量的I. 7%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化30分鐘；在7300C時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣6分鐘；靜置25分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 3%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在725 °C的溫度下靜置25分鐘。本實(shí)施例的中間合金采用AlCu50和AlCr2的組合物。本實(shí)施例的覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1。2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為685 °C，加壓速度為38mm/s，充型時(shí)間4s，比壓為160 MPa，并在該壓力下保壓42 S，得到近終截面環(huán)坯，比壓是指液態(tài)金屬在壓力下冷卻承受的單位壓力，本文所述的定量即為液態(tài)模鍛軋制異截面大型環(huán)件所需的鋁合金溶液的量。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至150°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度18微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至250°C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使鋁合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使 鑄件組織致密；2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；3)液態(tài)模鍛件在凝固過(guò)程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡(jiǎn)單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3)均勻化近終截面7075鋁合金環(huán)坯冷卻至462 1時(shí)，保溫6 h ；
4)余熱等溫軋制采用均勻化后的余熱降溫到軋制溫度直接實(shí)施熱軋制過(guò)程，而不需要二次加熱，當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至450°C時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具溫度為450°C。所述余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度滿足V$_=0. 6V彳所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)近終截面環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差50 mm時(shí)，軸向軋輥抬起；優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5)熱處理環(huán)坯在460 °C保溫2 h，冷水淬火，隨后在110 °C保溫6h后升溫至170°C保溫 8h ；
6)精整。進(jìn)一步，本實(shí)施例的鋁合金的化學(xué)成分(wt. %) Si 0. 06, Fe 0. 16，Cu 1. 50, Mn
0.05，Mg 2. 57，Cr 0. 21，Ti 0. 02，Zn 5. 85，其余為 Al。進(jìn)一步，液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，有效避免毛坯截面形狀復(fù)雜導(dǎo)致軋制初期環(huán)坯與軋輥之間的點(diǎn)/線接觸，導(dǎo)致打滑或咬合不良的問題。液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸，具體尺寸根據(jù)輾擴(kuò)比確定。進(jìn)一步，余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比彡I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=1. 4，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維。控制軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為1°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330mm。本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉—液態(tài)模鍛一均勻化一余熱等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉鋁合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并利用環(huán)坯凝固的余熱直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無(wú)沖孔工序，鋁合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
4)還料無(wú)須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。第二實(shí)施例
本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法包括如下步
驟
I)熔煉將鋁合金熔煉完成后，在730°C的溫度下靜置30分鐘；具體的，本實(shí)施例熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金；純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均用砂紙打磨，除去表面的氧化皮和污物，然后在清水中清洗，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽。熔煉過(guò)程中，當(dāng)熔化爐溫度上升到320°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到760°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到740 °C時(shí)，將預(yù)熱到250°C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的1%的精煉劑及用量為鋁液重量的2%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化10分鐘；在7351時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣8分鐘；靜置20分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 2%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在730 °C的溫度下靜置30分鐘。本實(shí)施例的中間合金采用AlCu50和AlCr2的組合物。本實(shí)施例的覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1。2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為680 °C，加壓速度為35 mm/s，充型時(shí)間3s，比壓為180 MPa，并在該壓力下保壓35s，得到近終截面環(huán)坯。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至150 1時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度10微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至230 °C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使鋁合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；3)液態(tài)模鍛件在凝固過(guò)程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡(jiǎn)單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3)均勻化近終截面鋁合金環(huán)坯冷卻至440 1時(shí)，保溫24 h ；
4)余熱等溫軋制采用均勻化后的余熱降溫到軋制溫度直接實(shí)施熱軋制過(guò)程，而不需要二次加熱，當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至440°C時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具溫度為430°C。所述余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度滿足V$_=0. 55V彳所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)近終截面環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30 mm時(shí)，軸向軋輥抬起；優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。 5)熱處理環(huán)坯在477 °C保溫I h，冷水淬火，隨后在100 °C保溫8h后升溫至180°C保溫 6h ；
6)精整。進(jìn)一步，本實(shí)施例所述的招合金的化學(xué)成分(wt. %) Si 0. 08, Fe 0. 18, Cu I. 50，Mn 0. 05，Mg 2. 58，Cr 0. 25，Ti 0. 05，Zn 5. 65，其余為 Al。進(jìn)一步，液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，有效避免毛坯截面形狀復(fù)雜導(dǎo)致軋制初期環(huán)坯與軋輥之間的點(diǎn)/線接觸，導(dǎo)致打滑或咬合不良的問題。液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸。進(jìn)一步，余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=3，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維。控制軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為2°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330mm。本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉—液態(tài)模鍛一均勻化一余熱等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉鋁合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并利用環(huán)坯凝固的余熱直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無(wú)沖孔工序，鋁合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
4)還料無(wú)須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。
第三實(shí)施例
本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法包括如下步
驟
I)熔煉將鋁合金熔煉完成后，在720°C的溫度下靜置25分鐘；具體的，本實(shí)施例熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金；純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均用砂紙打磨，除去表面的氧化皮和污物，然后在清水中清洗，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽。熔煉過(guò)程中，當(dāng)熔化爐溫度上升到300°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到780°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到750 °C時(shí)，將預(yù)熱到200°C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的2%的 精煉劑及用量為鋁液重量的I. 5%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化40分鐘；在733°C時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣5分鐘；靜置10分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 1%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在720°C的溫度下靜置25分鐘。本實(shí)施例的中間合金采用AlCu50和AlCr2的組合物。本實(shí)施例的覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1。2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為700 °C，加壓速度為40 mm/s，充型時(shí)間ls，比壓為170MPa，并在該壓力下保壓45 S，得到近終截面環(huán)坯；優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至100°C時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模齊IJ，涂層厚度20微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至250 °C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使鋁合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；3)液態(tài)模鍛件在凝固過(guò)程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡(jiǎn)單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3)均勻化近終截面鋁合金環(huán)坯冷卻至470 1時(shí)，保溫10 h ；
4)余熱等溫軋制采用均勻化后的余熱降溫到軋制溫度直接實(shí)施熱軋制過(guò)程，而不需要二次加熱，當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至460 1時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具溫度為460°C。所述余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度滿足V$_=0. 6V彳所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)近終截面環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差40 mm時(shí)，軸向軋輥抬起；優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5)熱處理環(huán)坯在465 °C保溫I. 5 h，冷水淬火，隨后在105 °C保溫7h后升溫至1751保溫711 ；
6)精整。進(jìn)一步，本實(shí)施例所述的招合金的化學(xué)成分(wt. %) Si 0. 10, Fe 0. 20, Cu
I.52，Mn 0. 08，Mg 2. 75，Cr 0. 22，Ti 0. 07，Zn 5. 90，其余為 Al。進(jìn)一步，液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，有效避免毛坯截面形狀復(fù)雜導(dǎo)致軋制初期環(huán)坯與軋輥之間的點(diǎn)/線接觸，導(dǎo)致打滑或咬合不良的問題。液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸 與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸。進(jìn)一步，余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比彡I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=2，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°，本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為3°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330mm。本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉—液態(tài)模鍛一均勻化一余熱等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉鋁合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并利用環(huán)坯凝固的余熱直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無(wú)沖孔工序，鋁合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
4)還料無(wú)須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。第四實(shí)施例
本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法包括如下步
驟
I)熔煉將鋁合金熔煉完成后，在730°C的溫度下靜置20分鐘；具體的，本實(shí)施例熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金；純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均用砂紙打磨，除去表面的氧化皮和污物，然后在清水中清洗，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽。熔煉過(guò)程中，當(dāng)熔化爐溫度上升到310°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到770°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到745°C時(shí)，將預(yù)熱到300°C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的I. 5%的精煉劑及用量為鋁液重量的1%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化20分鐘；在730°C時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣10分鐘；靜置30分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 3%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在730 °C的溫度下靜置20分鐘。本實(shí)施例的中間合金采用AlCu50和AlCr2的組合物。本實(shí)施例的覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1。2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為690 °C，加壓速度為37mm/s，充型時(shí)間6s，比壓為200MPa，并在該壓力下保壓38 S，得到近終截面環(huán)坯。優(yōu)選的，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至120 1時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度15微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至240 °C，噴涂脫模劑能夠方便液態(tài)模鍛模具脫模。 采用液態(tài)模鍛制成近終截面環(huán)坯，使鋁合金在壓力下結(jié)晶、成形并產(chǎn)生少量塑性變形，獲得內(nèi)部組織致密，晶粒細(xì)小，表面光潔的優(yōu)質(zhì)液態(tài)模鍛件。液態(tài)模鍛具有以下工藝特點(diǎn)1)液態(tài)模鍛可以消除鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔和疏松等缺陷，產(chǎn)生局部的塑性變形，使鑄件組織致密；2)液態(tài)金屬在壓力下成形和凝固，使鑄件與型腔壁貼合緊密，因而液態(tài)模鍛件有較高的表面光潔度和尺寸精度，其級(jí)別能達(dá)到壓鑄件的水平；3)液態(tài)模鍛件在凝固過(guò)程中，各部位處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于鑄件的補(bǔ)縮和防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；4)液態(tài)模鍛工藝非常適合制備截面復(fù)雜的環(huán)坯，可有效降低成本，提高環(huán)件的材料利用率。液態(tài)模鍛技術(shù)還具有工藝簡(jiǎn)單、鑄件機(jī)械性能好、生產(chǎn)效率高、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。3)均勻化近終截面鋁合金環(huán)坯冷卻至455 1時(shí)，保溫12 h ；
4)余熱等溫軋制采用均勻化后的余熱降溫到軋制溫度直接實(shí)施熱軋制過(guò)程，而不需要二次加熱，當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至450 1時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制，軋制模具溫度為460°C。所述余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度^_與徑向進(jìn)給速度滿足、_=0. 5Ve@，所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)近終截面環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差45 mm時(shí)，軸向軋輥抬起；優(yōu)選的，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。5)熱處理環(huán)坯在470 °C保溫I h，冷水淬火，隨后在110 °C保溫6h后升溫至170°C保溫 8h ；
6)精整。進(jìn)一步，本實(shí)施例所述的招合金的化學(xué)成分(wt. %) Si 0. 05, Fe 0. 18, Cu I. 68，Mn 0. 08，Mg :2. 38，Cr :0. 19，Ti :0. 03，Zn :5. 88，其余為 Al。進(jìn)一步，液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，有效避免毛坯截面形狀復(fù)雜導(dǎo)致軋制初期環(huán)坯與軋輥之間的點(diǎn)/線接觸，導(dǎo)致打滑或咬合不良的問題。液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸。進(jìn)一步，余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比彡I. 4，本實(shí)施例的輾擴(kuò)比=1. 5，以保證最終環(huán)件具有明顯的周向纖維?？刂栖堉坪蟮慕K截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度<3°，本實(shí)施例的近終截面環(huán)坯內(nèi)孔偏心度為3°，保證最終環(huán)坯幾何精度和重量精度，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330mm。本實(shí)施例的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法采用熔煉—液態(tài)模鍛一均勻化一余熱等溫軋制一熱處理一精整的工藝流程，該方法首先熔煉鋁合金溶液，隨后采用液態(tài)模鍛工藝得到近終截面環(huán)坯，并利用環(huán)坯凝固的余熱直接輾擴(kuò)成形，與傳統(tǒng)工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
O短流程，有效提高生產(chǎn)效率；
2)無(wú)沖孔工序，鋁合金環(huán)件的復(fù)雜截面依靠液態(tài)模鍛模具與軋輥孔型共同保證，顯著提高材料利用率，實(shí)現(xiàn)近終成形；
3)精整工序有效保證環(huán)件截面尺寸和表面精度，避免機(jī)加工造成環(huán)件流線切斷的問題，顯著提高綜合力學(xué)性能；
4)還料無(wú)須反復(fù)加熱，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)綠色制造。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于包括如下步驟 1)熔煉將7075鋁合金在熔化爐中按成分配比熔煉； 2)液態(tài)模鍛將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，將第I)步驟中得到的鋁合金溶液定量澆注到液態(tài)模鍛模具內(nèi)，澆注溫度為680-700 °C，加壓速度為35-40 mm/s，充型時(shí)間l_6s，比壓為160-200MPa，并在該壓力下保壓35-45 S，得到近終截面環(huán)坯； 3)均勻化近終截面鋁合金環(huán)坯冷卻至440-4701時(shí)，保溫6-24 h ； 4)余熱等溫軋制當(dāng)近終截面環(huán)坯降溫至440-4601時(shí)，采用徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制； 5)熱處理經(jīng)余熱等溫軋制得到的環(huán)坯在460-477°C保溫1-2 h，冷水淬火，隨后在100-110 °C保溫 6-8h 后升溫至 170-180°c保溫 6_8h ； 6)精整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法v，其特征在于所述第2)步驟中，將液態(tài)模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，預(yù)熱至100-150 1時(shí)，在液態(tài)模鍛模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度10-20微米，繼續(xù)預(yù)熱液態(tài)模鍛模具至230-250 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述第4)步驟中，余熱等溫軋制包括快速輾擴(kuò)階段、穩(wěn)定輾擴(kuò)階段、減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段，所述快速輾擴(kuò)階段和穩(wěn)定輾擴(kuò)階段時(shí)的軸向進(jìn)給速度、_與徑向進(jìn)給速度V彳μ滿足V$_=0. 5-0. 6V彳所述減速輾擴(kuò)階段和成圓整形階段時(shí)，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的錐輥不進(jìn)給，僅軋制由于徑向軋制引起的寬展，當(dāng)環(huán)坯的外徑與成品環(huán)相差30-50 mm時(shí)，軸向軋棍抬起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于軋制模具與坯料溫差為±10°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述第4)步驟中，徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)的徑向進(jìn)給量選擇鍛透所要求的最小進(jìn)給量和咬入孔型所允許的最大進(jìn)給量之間的較小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述第I)步驟中，熔煉鋁合金的原材料選用純鋁錠、純鋅塊、鎂塊、銅塊及中間合金，且純鋁錠、純鋅塊和鎂塊在使用前均需除去表面的氧化皮和污物，清洗后放入電爐中烘烤，去除所含水汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于將熔化爐升溫，待溫度上升到300-320°C時(shí)，先將純鋁錠加入熔化爐；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高到760-780°C，待鋁錠基本熔化后，加入中間合金，并撒上覆蓋劑；當(dāng)溫度下降到740-750 1時(shí)，將預(yù)熱到200-300 °C的鎂塊及純鋅塊壓入熔化爐的熔池中心，并加入用量為鋁液重量的1-2%的精煉劑及用量為鋁液重量的1-2%的晶粒細(xì)化劑，用鐘罩將精煉劑和晶粒細(xì)化劑壓入距熔化爐坩堝底部100 mm深度，并用充分預(yù)熱的攪拌棒攪拌，對(duì)合金進(jìn)行精煉細(xì)化10-40分鐘；在730-735°C時(shí)用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)鋁合金液進(jìn)行除氣，通氣5_10分鐘；靜置10-30分鐘后加入用量為鋁液重量的O. 1-0. 3%的除渣劑，采用多孔陶瓷板對(duì)鋁合金液過(guò)濾除渣，并將合金熔體轉(zhuǎn)入電阻靜置爐，保持鋁合金熔體溫度在730°C，進(jìn)行二次除氣以減少含氣量和含渣量對(duì)組織的影響，最后在720-730°C的溫度下靜置20-30分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述中間合金為AlCu50和AlCr2，所述覆蓋劑為NaCl和KCl的組合物，所述NaCl和KCl的重量比為1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述液態(tài)模鍛模具的型腔形狀與環(huán)件的形狀相似，在液態(tài)模鍛模具的設(shè)計(jì)時(shí)，選取內(nèi)/外截面上形狀簡(jiǎn)單的一側(cè)作為定位基準(zhǔn)面，并根據(jù)余熱等溫軋制時(shí)軋輥與近終截面環(huán)坯接觸的形狀設(shè)置液態(tài)模鍛模具的型腔，且液態(tài)模鍛模具型腔的閉合尺寸與環(huán)件最終截面尺寸相比液態(tài)模鍛模具的徑向尺寸大于環(huán)件的徑向尺寸，液態(tài)模鍛模具的軸向尺寸小于環(huán)件的徑向尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，其特征在于所述余熱等溫軋制的輾擴(kuò)比> I. 4，軋制后的近終截面環(huán)坯的內(nèi)孔偏心度(3°，液態(tài)模鍛得到的近終截面環(huán)坯的芯孔直徑彡330_。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種7075鋁合金異截面大型環(huán)件的液態(tài)模鍛軋制復(fù)合成形方法，包括如下步驟1)熔煉；2)液態(tài)模鍛將模鍛模具固定于間接擠壓鑄造機(jī)上后，合金溶液澆注到模鍛模具內(nèi)，澆注溫度680-700℃，加壓速度35-40mm/s，充型時(shí)間1-6s，比壓160-200MPa，并在該壓力下保壓35-45s，得到近終截面環(huán)坯；3)均勻化近終截面環(huán)坯冷卻至440-470℃時(shí)，保溫6-24h；4)余熱等溫軋制均勻化后的近終截面環(huán)坯溫度降低至440-460℃時(shí)，在徑軸復(fù)合軋環(huán)機(jī)上進(jìn)行等溫軋制；5)熱處理環(huán)坯在460-477℃保溫1-2h，冷水淬火，隨后在100-110℃保溫6-8h后升溫至170-180℃保溫6-8h；6)精整。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102689161SQ201210200499
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者李路, 王放 申請(qǐng)人:西南大學(xué)