[发明专利]一种2219铝合金环件细晶制造工艺

摘要

本发明是一种2219铝合金环件细晶制造工艺，包括步骤一：锻造制坯；步骤二：固溶‑过时效处理；步骤三：中温环轧成形；步骤四：最终固溶‑冷变形‑时效处理。本发明通过固溶‑过时效处理预析出一定尺寸的沉淀相，在中温环轧变形过程中，在该类沉淀析出相周围会产生大量位错塞积并形成局部变形带，引入变形能，在后续最终固溶处理过程中析出相粒子成为再结晶形核的核心，从而形成细小的再结晶组织，达到细化晶粒、改变传统工艺中环轧后显著的纤维组织的目的，降低传统环轧变形导致的突出的纤维组织，降低各向异性，提高环件各向组织性能一致性，提升环件综合性能，实现其形‑性协同制造，满足航天型号使用需求。

主权项

1.一种2219铝合金环件细晶制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：锻造制坯a1：多向锻造将所需规格的2219铝合金圆铸锭置于加热电炉内加热至450‑460℃，按材料保温系数2.0‑2.5min/mm计算保温时间，加热完成后置于锻造压力机上依次沿三个方向分别进行镦粗和拔长变形并得到锻坯，其工艺流程为Z向镦粗、X向拔长、X向镦粗、Y向拔长、Y向镦粗、Z向拔长、Z向镦粗，需保证锻坯轴向与圆铸锭轴向一致，每次变形量控制在40‑55％之间，保证变形温度始终在终锻温度以上，各道次变形之间允许锻坯回炉加热，回炉加热时间不低于4h，最终制备出柱形锻坯；a2：冲孔及马架扩孔将柱形锻坯加热至450‑460℃并保温一定时间后，在锻压机上用预热后的冲头在柱形锻坯中心按规定冲出一个中心孔，对中心孔进行粗车加工，去除冲孔产生的缺陷，获得带中心孔的坯料，继续将坯料加热至450‑460℃并保温一定的时间，在锻压机上进行马架扩孔，减小坯料的壁厚尺寸，保证坯料变形温度始终在终锻温度以上，扩孔过程中允许回炉加热，回炉加热时间不低于4h，得到环坯；步骤二：固溶‑过时效处理b1：固溶处理对制得的环坯，采用铝合金专用固溶淬火炉进行固溶处理，固溶处理采用到温装炉的方式，首先将环坯装入料框或置于淬火专用工装中，以备后续装炉使用，开启固溶淬火炉加热系统进行炉膛预热，设定预热加热温度530‑540℃，到温后保温0.5‑3h，使炉内温度充分均匀化，待达到规定的预热保温时间后，快速打开炉门并将环坯与料框或淬火专用工装一齐入炉加热，并快速关闭炉门，由于炉门开关及环坯入炉导致炉内温度低于装炉前设定的温度，经过一段时间的重新加热后，待炉温重新恢复至530‑540℃时开始保温计时，保温时间按照环坯的有效尺寸计算，保温系数为2.0‑2.5min/mm；b2：淬火在环坯保温过程中需进行淬火准备工作，淬火前将水温调整至30‑50℃，淬火前5min开启循环水系统直至淬火结束，达到计算的保温时间后，快速开启炉门，对环坯进行快速淬火，要求淬火转移时间≤25s，入水后，上下移动淬火料框或淬火专用工装，但需保证环坯完全浸泡在水中，水中浸泡时间≥20min；b3：过时效处理采用铝合金专用时效炉对浸泡后制得的固溶态的环坯进行过时效处理，将环坯装入炉膛后关闭炉门，开启时效炉加热系统后进行加热升温，设定加热温度为350‑400℃，需在1‑3h内升高至设定的加热温度，当炉内温度升至设定的加热温度后，进行保温，开始计算保温时间，保温时间控制在3‑12h，达到设定的保温时间后，停机出炉，将环坯置于空气中冷却；步骤三：中温环轧成形待过时效处理后的环坯的温度降低至250‑300℃时，将环坯置于径‑轴双向环轧机上进行径‑轴向环轧变形，得到环件，轧制线速度为1115‑1315mm/s，控制环坯直径的长大速率，整个轧制过程环坯温度控制在200‑300℃之间；步骤四：最终固溶‑冷变形‑时效处理c1：固溶淬火处理对轧制制得的环件，采用铝合金专用淬火炉进行固溶处理，采用到温装炉的方式，首先进行固溶淬火炉预热，炉膛预热温度530‑540℃，预热保温时间0.5‑3h，环件固溶保温温度530‑540℃，按照环件的有效尺寸计算保温时间，保温系数2.0‑2.5min/mm，淬火转移时间≤25s，淬火前水温30‑50℃，水中浸泡时间≥20min；c2：冷变形对固溶淬火后的环件进行冷变形，将其置于锻压机上，沿轴向下压，压下量控制在环件高度方向尺寸的1‑5％，若环件尺寸较大，压力机台面尺寸不能满足，则可对环件进行逐段轴向冷压变形，但需保证每次压下部分环段长度一致，以保证环件最终的尺寸精度，冷变形过程应保证在固溶处理结束后的3h内完成；c3：时效处理采用铝合金专用时效炉对冷变形后的环件进行时效处理，时效处理应在固溶处理结束后的4h内进行，采用冷态装炉的方式，但需保证在2h内升至设定的时效温度，时效温度控制在160‑190℃，保温后出炉进行空气冷却。