[发明专利]一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法

说明书

本发明提供一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法，主要涉及锻造技术领域。一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法，包括如下步骤：步骤一：铸锭开坯；步骤二：锻坯粗加工；步骤三：锻板打弯，步骤四：淬火；步骤五：冷变形、矫形，步骤六：锻板时效。本发明的有益效果在于：本发明的航空铝合金弧形锻板生产工艺，无需使用费用昂贵的成形模具和专用冷变形矫形模具，使用常规自由锻工装，通过合理设计自由锻方法，可生产出满足该产品尺寸形状要求的弧形锻件，而且锻件流线完整，锻件机加工后尺寸精度高，大大节约了生产成本，且产品性能较好。

技术领域

本发明主要涉及锻造技术领域，具体是一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法。

背景技术

商用飞机中的机头窗框、翼盒接头锻件、壁板锻件多设计成弧形结构，在新机型研发和设计过程中，飞机制造商为了节省研发成本，减少巨大的模具费用投入，多采购自由锻板或轧制中厚板作为原材，这些锻板不具备弧形结构，完全靠后期机加工形成弧形，这样会切断锻板中的流线，使流线外露，降低材料的应力腐蚀性能。此外使用自由锻板或者轧制中厚板，大大增加了机加工的难度和工作量，而且产品加工后易变形，不满足装配要求。

为了使具有弧形结构的飞机构件能够具有较好的机械性能以及机加工性能，本专利采用传统的自由锻模具，通过合理设计锻造工艺流程，获得了性能优异、残余应力小的弧形锻件，减少了机加工的工作量，同时确保了产品机加工后金属流线沿锻件外形分布，产品性能得到大大提升。同时，由于锻板中的残余应力消除的彻底，可确保机加工后的装配精度。相比于模锻件，该工艺方法大大降低了生产成本，且产品具有优良的机械性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法，本发明的航空铝合金弧形锻板生产工艺，无需使用费用昂贵的成形模具和专用冷变形矫形模具，使用常规自由锻工装，通过合理设计自由锻方法，可生产出满足该产品尺寸形状要求的弧形锻件，而且锻件流线完整，锻件机加工后尺寸精度高，大大节约了生产成本，且产品性能较好。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种航空铝合金弧形锻板的自由锻加工方法，包括如下步骤：

步骤一：铸锭开坯：在锻压机上对铸锭进行自由锻开坯，将扁锭镦粗至高度的50％，进行打方、拔长、倒八方，并确保八方对应的截面积为铸锭墩粗后截面积的50％；对拔长后的棒坯墩粗至长度的50％，形成饼坯，对饼坯进行换向拔长和倒八方，确保八方棒坯的截面积为饼坯截面的50％；继续循环对八方棒坯进行墩粗和饼坯的换向拔长，最终矫正成目标尺寸的预加工锻坯，确保该开坯过程的总锻比不低于17。

步骤二：锻坯粗加工：对锻坯上下两个大平面均匀机加工去除余量，上下表面粗糙度Ra≤3.5，其他面粗超度Ra≤12.5，棱边倒角C2。

步骤三：锻板打弯：在压机的上砧座安装窄平砧，压机地面可移动工作台上安装两个规格相同的宽平砧，宽平砧两侧的倒角为R＝80mm，两个宽平砧之间相距200～1000mm；打弯初始阶段，锻板一端放置在贴近宽平砧倒角位置的平台上，并使端部对准窄平砧，窄平砧下压锻板贴近倒角位置处，下压量≤15mm，形成初步弧度；再移动工作台和锻板，使锻板内侧依次受到窄平砧的下压，通过调整两个宽平砧间距进行整体或局部压弯；压弯过程的下压量需合理控制，不允许一次下压量过大导致弧度超出成品弧度要求，打弯后使用与成品锻板弧度相同的样板测量锻板上、下表面的弧度，要求弧形锻板上、下表面与样板间隙

≤5mm。

步骤四：淬火：对打弯后的锻板进行固溶热处理，空气淬火炉的温度设置范围为472℃-482℃，按金属到温开始计算保温时间，金属保温390分钟-600分钟，淬火水温为20-40℃，淬火转移时间小于或者等于15秒，锻件浸泡时间为20分钟-40分钟。