[发明专利]一种高强铝合金等温变向自由锻方法及装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种高强铝合金等温变向自由锻造方法及装置，属于冶金锻造工艺方法技术领域。

背景技术

高强铝合金由于密度小、比强度和比刚度高等优点，已广泛应用于各个工业部门，高强铝合金锻件已成为各个工业部门必不可少的机械零件，但其质量很大程度上取决于锻造工艺的选择。坯料单向变形量较小时，晶粒及第二相细化不充分，影响锻件性能提高，但单向变形量过大时，坯料内部和表面易产生严重撕裂导致锻坯报废。为提高总变形量以保证锻件性能，发展了变向自由锻工艺。

目前，变向自由锻工艺是把坯料放在加热保温炉中加热到所需温度，然后用钳子夹出坯料置于压力机上锻造，当坯料温度下降时，再次把坯料重新加热以实现继续锻造，其主要存在以下问题：(1)坯料在转移和锻造过程中，表面温度快速下降，导致坯料表面塑性显著下降，引起变形不均匀和表面容易开裂；(2)锻造温度对高强铝合金组织性能影响显著，终锻温度难以控制，终锻温度过低易引起锻件在后续热处理过程中发生再结晶，使锻件组织性能变差，降低锻件的合格率，同时，锻造温度降低显著提高高强铝合金变形抗力，制约大型锻件锻造成型；(3)铝合金锻造温度范围窄(约为100℃)，锻造过程中需频繁退火，降低生产效率。

有鉴于此，本发明提供一种高强铝合金等温变向自由锻方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有高强铝合金锻造成形工艺存在的不足，提供一种工艺方法简单、操作方便、锻造成形始终处于等温条件下进行、锻件组织性能良好的高强铝合金等温变向自由锻造方法及装置。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造方法，包括以下步骤：

第一步：将经预加工的高强铝合金坯料放入变向等温锻造加热保温炉中加热，加热温度为350℃～450℃，保持炉温不变；

第二步：根据坯料所需组织性能指标要求，在变向等温锻造加热保温炉内对坯料反复镦粗和拔长，直至达到锻件设计尺寸；所述镦粗是将坯料变形到原始高度的1/3～1/2；所述拔长是将坯料变形到原始坯料的高度。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造方法中，所述加热温度为380℃～430℃；优选加热温度为420℃。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造装置，包括加热炉、锻压机，所述加热炉包括炉体、加热体、温控器，所述炉体的炉底板和炉顶板上各设有一个同轴线的通孔，所述炉体的炉墙上设有至少2个操作门，所述炉体内腔的炉墙上设有加热体，所述温控器安装在所述炉体上，一端延伸至炉体内腔中；所述炉体安装在所述锻压机的锻台上，所述锻压机的锻镦安装在所述炉底板上设置的通孔中，所述锻压机的锻头则安装在所述炉顶板上设置的通孔中。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造装置中，所述炉底板与所述锻台之间设有隔热板；所述炉顶板外表面设有隔热板。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造装置中，所述温控器由测温热电偶和控温热电偶组成。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造装置中，所述加热体为电加热体。

本发明由于采用上述方法及装置，利用等温锻造加热保温炉保持锻造过程中坯料温度不变且均匀，通过炉体上设置的操作门，用钳子夹住坯料翻转，反复进行镦粗或拔长锻造；对坯料实施大变形锻造，可以充分且均匀的细化晶粒，同时后续热处理过程中不易发生再结晶，获得组织性能良好的锻件且不开裂。

本发明一种高强铝合金等温变向自由锻造装置，可以实现高强铝合金等温变向自由锻加热和保温，改变了用电阻炉对坯料进行加热之后，用钳子夹住坯料放在压力机上进行锻造的方法，使坯料加热较为方便，省时省力，同时锻造过程中不需要中间退火，提高生产效率；该炉子的炉顶墙和炉底墙都设置有隔热板，以减少炉内热量的散失，从而使该炉子的保温效果较好，炉温均匀，易于把坯料加热到所需的温度和对坯料进行保温，从而达到等温锻造所需的加工工艺参数。此外，该炉子加热的坯料温度均匀，与按非等温自由锻方法变形的坯料相比，变形均匀性好，而且由于锻造过程中坯料温度始终保持不变且均匀，从而对保持大规模生产锻件的组织性能稳定具有无可比拟的优势。

综上所述，本发明工艺方法简单、操作方便、实现了高强铝合金在变向自由锻造过程始终处于等温条件下进行，不易发生再结晶，锻造过程中不需要再次加热坯料，锻件组织变形充分，锻件各部位变形均匀，不易产生裂纹，改善锻件质量，提高锻造效率。锻件组织性能良好，适于工业化生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图1为本发明实施例1制备的7085铝合金锻件正面图。