一種鋁合金高筒件加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于2A14鋁合金高筒件的加工 工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金是飛機和航天器輕量化的首選材料，采用鋁合金制造的回轉(zhuǎn)體零部件，由 于鍛件的高度較高，壁厚較薄，且對其三個方向的力學(xué)性能均要求較高，增加了成型難度。 目前實際生產(chǎn)中，2A14鋁合金高筒件雖然形狀簡單，但具有薄壁，深腔等結(jié)構(gòu)的特殊性。傳 統(tǒng)的成型方法，生產(chǎn)效率不高，材料利用率低，需要較大的噸位，且變形不均勻，變形量不易 控制；現(xiàn)有的鍛造再輾環(huán)工藝，因鍛造，輾環(huán)過程的成型特點，2A14鋁合金高筒件力學(xué)性能 的各向異性尤為明顯，易出現(xiàn)熱處理后力學(xué)性能不合格，尤其是徑向伸長率達不到技術(shù)要 求，因此難以滿足航空航天領(lǐng)域?qū)ζ涫褂靡蟆?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理的鋁合金高筒件加 工工藝，并優(yōu)化熱處理工藝，有效減小鋁合金高筒件組織和性能的各向異性，提高產(chǎn)品力學(xué) 性能。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 一種鋁合金高筒件加工工藝，包括如下加工步驟： 第一步，準備原材料：所述原材料為通過半連續(xù)鑄造鑄成鋁合金圓棒料； 第二步，下料：將原材料鋸切成棒料； 第三步，加熱：將第二步中的棒料室溫裝爐，加熱至460°C ±5°C ; 第四步，鍛造：在3600T液壓機上進行鍛造，其溫度保持在420°C _450°C之間，所述鍛造 過程如下：先軸向鐓粗，然后進行兩次徑向拔長、鐓粗，再軸向拔長，接著倒棱、滾圓、鐓粗、 平端面，最后沖孔； 第五步，機加工：將鍛造沖孔后的坯料空冷至室溫，用臥式車床清理鍛造缺陷； 第六步，加熱：將機加工后的坯料室溫裝爐，加熱至460°C ±5°C ; 第七步，馬架擴孔：將Φ270πιπι芯棒預(yù)熱至350°C _400°C對第六步中加熱后的坯料進行 擴孔； 第八步，加熱：將擴孔后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第九步，芯軸拔長：將Φ350πιπι芯棒預(yù)熱至350°C -400°C進行芯軸拔長； 第十步，加熱：將芯軸拔長后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第十一步，平端面：將第十步中加熱的坯料放在預(yù)熱至350°C -400°C的砧板上進行平 端面工序； 第十二步，加熱：將平端面后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第十三步，馬架擴孔：將Φ330πιπι芯棒預(yù)熱至350°C _400°C進行擴孔； 第十四步，加熱：將擴孔后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第十五步，平端面：將第十四步中加熱的坯料放在預(yù)熱至350°C _400°C的砧板上進行 平端面工序； 第十六步，加熱：將平端面后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第十七步，輾環(huán)：將擴孔后的鋁合金預(yù)軋件用5m徑軸向數(shù)控輾環(huán)機以0. lmm/ s-0. 3mm/s的速度均勾連續(xù)進行輾制成高筒件； 第十八步，熱處理：將成型后的高筒件進行熱處理，固溶溫度為500°C，固溶保溫時間 為4小時，一級時效為當前溫度下放置48小時；二級時效的溫度為150°C _170°C，時效保溫 時間為7-12小時； 第十九步，機加工：將熱處理后的高筒件加工成所需尺寸。
[0005] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進： 所述第四步、第七步、第九步、第十三步、第十七步的加工過程中每步變形量均大于等 于 50%。
[0006] 成型過程中，預(yù)熱所有需要使用的模具至350°C -400°c，且在模具內(nèi)均勻涂抹潤 滑劑，所述潤滑劑包括動物油脂、石墨和水。
[0007] 所述潤滑劑的動物油脂、石墨和水的配比分別為3 :5 :2。
[0008] 本發(fā)明的有益效果如下： 本發(fā)明通過熱模鍛造、擴孔和輾環(huán)相結(jié)合的成型方式，并通過自動化控制和人工監(jiān)控 來實現(xiàn)成型過程最大程度的自動化生產(chǎn)，節(jié)省了后期加工整形的費用，時間與人力，使材料 利用率大幅提高；通過合理控制成型過程中的火次和徑軸向的變形次數(shù)與變形量，保證每 次變形量不低于50%，最大限度的減少高筒環(huán)鍛件組織和性能的各向異性；優(yōu)化熱處理工 藝，對成型后的高筒件采用固溶和雙極時效處理方法，使各方向的力學(xué)性能均達標，并較為 接近，滿足了該種鋁合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明的加工工藝流程圖。
[0010] 圖2為本發(fā)明的熱處理工藝示意圖。
[0011] 圖3為本發(fā)明熱處理后的鋁合金高筒件在切向的微觀組織圖。
[0012] 圖4為本發(fā)明熱處理后的鋁合金高筒件在軸向的微觀組織圖。
[0013] 圖5為本發(fā)明熱處理后的鋁合金高筒件在徑向的微觀組織圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0015] 如圖1、圖2所示，本實施例鋁合金高筒件加工工藝，包括如下加工步驟： 第一步，準備原材料：原材料為通過半連續(xù)鑄造鑄成鋁合金圓棒料； 第二步，下料：將原材料按照工藝設(shè)計長度鋸切成所需重量的棒料； 第三步，加熱：將第二步中的棒料室溫裝爐，加熱至460°C ±5°C，并保證爐溫的均勻 性，以提高材料的塑變性能； 第四步，鍛造：在3600T液壓機上進行鍛造，其溫度保持在420°C _450°C之間，鍛造過程 如下：先軸向鐓粗，然后進行兩次徑向拔長、鐓粗，再軸向拔長，接著倒棱、滾圓、鐓粗、平端 面，最后沖孔； 第五步，機加工：將鍛造沖孔后的坯料空冷至室溫，用臥式車床清理鍛造缺陷，如坯料 上的氧化皮、折疊或裂紋； 第六步，加熱：將機加工后的坯料室溫裝爐，加熱至460°C ±5°C ; 第七步，馬架擴孔：將Φ270πιπι芯棒預(yù)熱至350°C _400°C對第六步中加熱后的坯料進行 擴孔； 第八步，加熱：將擴孔后的坯料加熱至460°C ±5°C ; 第九步，芯軸拔長：將Φ350πιπι芯棒預(yù)熱至3