[发明专利]一种超大规格铝合金铸锭的锻造开坯工艺方法

摘要

本发明属于锻造成形技术领域，具体涉及一种超大规格铝合金铸锭的锻造开坯工艺方法。本发明技术方案提供了一种超大规格铝合金铸锭的锻造开坯工艺方法，采用多向锻造技术，通过控制超大规格铝合金铸锭的锻造温度、单次锻造比、累积锻比、变形速率比及砧宽比等，控制2219铝合金铸锭的变形量，细化材料的晶粒，改善了材料的组织结构，实现了超大直径2219铝合金环轧坯的组织和性能的均匀性控制，提高了产品质量的一致性和产品合格率，可以满足航天产品的研制需求。

主权项

1.一种超大规格铝合金铸锭的锻造开坯工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)铸锭和工具加热：对均匀化处理后的直径为1100～1300mm，高度为2500～3200mm的2219铝合金圆铸锭和在锻造过程中与铸锭接触的工具进行加热，工具包括上锤砧、下锤砧、镦粗板、冲头、芯棒、取料抱钳、操作机钳口；其中铸锭的加热温度为450℃～470℃、保温时间为35～50h，下锤砧、镦粗板、冲头、芯棒与坯料同炉加热，上锤砧、取料抱钳、操作机钳口用假料预热；(2)多向锻造：对铝合金圆铸锭加热后进行多向锻造，获得冲孔用圆形坯料；具体顺序包括：定义铝合金圆铸锭的Z方向为铝合金圆铸锭的轴向高度方向；X方向与Y方向相互正交并与Z方向相互垂直；(2.1)Z向镦粗：将铸锭沿Z向镦粗至高度为1200～1400mm，压下速率为5～10mm/s；(2.2)X向打方：将铸锭打方成为垂直于Z向的截面是长方形的长方体，长方体沿X方向的长度为1200～1400mm，沿Y方向的长度为1200～1400mm；长方体沿Z向的高度为1200～1400mm；(2.3)X向拔长：将铸锭沿X向拔长至长度为2500～3000mm的长方体结构，压下速率10～15mm/s；将铸锭滚圆成为垂直于X向的截面是圆形的圆柱体，圆柱体沿X向的高度为2500～3000mm；(2.4)X向镦粗：将铸锭沿X向镦粗至高度为1200～1400mm，压下速率15～20mm/s；(2.5)Y向打方：将铸锭打方成为垂直于X向的截面是长方形的长方体，长方体沿Z方向的长度为1200～1400mm，沿Y方向的长度为1200～1400mm；长方体沿X向的高度为1200～1400mm；(2.6)Y向拔长：将铸锭沿Y向拔长至高度为2500～3000mm的长方体结构，压下速率10～15mm/s；将铸锭滚圆成为垂直于Y向的截面是圆形的圆柱体，圆柱体沿Y向的高度为2500～3000mm；(2.7)Y向镦粗：将铸锭沿Y向镦粗至高度为1200～1400mm，压下速率15～20mm/s；将铸锭滚圆成为垂直于Y向的截面是圆形的圆柱体，圆柱体沿Y向的高度为2500～3000mm；(2.8)Z向打方，将铸锭打方成为垂直于Z向的截面是长方形的长方体，长方体沿X方向的长度为1200～1400mm，沿Y方向的长度为1200～1400mm；长方体沿Z向的高度为2500～3000mm；(2.9)Z向拔长：将铸锭沿Z向拔长至沿Z向高度为2500～3000mm，压下速率10～15mm/s；将铸锭滚圆；(2.10)Z向镦粗：将铸锭沿Z向镦粗至高度为500～650mm，压下速率15～20mm/s，获得外径为2000～2500mm的冲孔用圆形坯料；(3)冲孔与扩孔：对步骤(2)制得的冲孔用圆形坯料加热后进行冲孔、修伤、扩孔及平整加工，获得环形坯料；包括：(3.1)加热：将冲孔用圆形坯料回炉加热，加热温度为430℃～450℃、加热时间为4～8h；(3.2)冲孔：用Φ600mm冲头加工冲孔用圆形坯料的Φ600mm中心孔，将其平整；(3.3)修伤：清除冲孔产生的连皮及翻边；(3.4)平整：将冲孔用圆形坯料平整至高度为500～650mm；(3.5)扩孔：用直径为600mm的芯棒扩孔至冲孔用圆形坯料外径为2500～3000mm；(3.6)终扩：用直径为1200～2000mm的芯棒扩孔至冲孔用圆形坯料外径为3500～4500mm；(3.7)精整：将冲孔用圆形坯料平整至高度500～650mm，获得环形坯料。