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CN109622840A - 一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法 - Google Patents

一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法 Download PDF

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CN109622840A
CN109622840A CN201811511258.2A CN201811511258A CN109622840A CN 109622840 A CN109622840 A CN 109622840A CN 201811511258 A CN201811511258 A CN 201811511258A CN 109622840 A CN109622840 A CN 109622840A
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die forging
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muscle
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王国强
段辉
樊丽娜
唐军
王波伟
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Shaanxi Hongyuan Aviation Forging Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法。首先通过系统性的镦拔改锻，改善7075铝合金棒材自带的残余铸态组织，再进行模锻成型，可大幅度提高机匣锻件的使用性能。对于形状复杂的多筋类7075铝合金机匣而言，普通模锻方法很难生产出合格的产品，主要问题在于：充型难度大、终锻温度低、出模困难、表面质量差、组织及性能差。本发明采用自由锻镦拔改锻、胎模制荒、等温模锻成型(带有混合润滑及预设顶出)的工艺思路，可有效提高大型多筋类复杂7075铝合金机匣的成型质量、组织及性能质量，并大幅度提高合格率和生产效率。

Description

一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法
技术领域
本发明属于铝合金的热加工技术领域，涉及一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法。
背景技术
7075合金是铝-锌-镁-铜系可热处理强化的高强度变形铝合金，它可以获得各种品种、尺寸的制品，是目前使用最广泛的高强度铝合金。它有几种热处理状态类型：T6、T73和T76。T6状态强度最高，断裂韧度偏低，对应力腐蚀开裂敏感，且因其韧性随温度降低而降低，故T6状态一般不推荐用于低温场合；T73状态强度最低，但具有相当高的断裂韧度和优良的抗应力腐蚀开裂和抗剥落腐蚀性能；T76状态具有比T73状态高的强度和比T6状态高的抗应力腐蚀性能的综合性能。该合金长期使用温度一般不超过125℃。
直升机用多筋类复杂7075铝合金机匣的成型通常采用铸造成型或普通热模锻成型方法。铸造7075铝合金机匣缺陷较多，诸如多肉、孔洞、裂纹、冷隔、残缺、夹杂、成分不均等铸态组织固有缺点，导致产品性能低下、使用寿命较短。采用普通模锻方法充型难度较大，终锻温度低，锻件出模难度大，表面质量差，组织及性能亦较差。
本发明采用自由锻镦拔改锻、胎模制荒、等温模锻成型(带有混合润滑及预设顶出)的工艺思路，可有效提高大型多筋类复杂7075铝合金机匣的成型质量、组织及性能质量，并大幅度提高合格率和生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了解决大型多筋类复杂7075铝合金机匣锻件成型困难、组织及性能质量差、合格率和生产效率低下的问题。
本发明的技术方案是：
提供一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法，包括以下步骤：
步骤1、对7075铝合金合金棒料进行加热，加热温度为420℃～450℃，保温后通过反复镦、拔改锻(可根据来料实际状态合理增加火次重复进行锻造)，镦/拔单次变形量为40％～60％，得到中间坯料；
步骤2、加热中间坯料至420℃～430℃，保温后使用专用胎模进行锻荒，变形量为30％～50％，得到荒形；
步骤3、对荒形进行机械加工，以确保表面质量；
步骤4、加热荒形至420℃～430℃，保温后进行等温模锻，共进行5个火次；
进一步包括如下步骤：
步骤1中的镦拔改锻、步骤2中的胎模锻荒均采用3T空气锤(亦可采用同类型冲击变形锤锻设备)，锻前预热锤砧及操作工具至200～250℃。
步骤1中，镦粗时每锤压下量为50～70mm，拔长时每锤进给量为80～100mm，锤击间隔时间为1.5～2s，锻造加热温度在420℃～450℃之间。步骤2中，胎模锤击速度应缓，锤击间隔时间为2～3s，每锤压下量为40～60mm。
步骤1和步骤2中的终锻温度控制在350℃以上。
步骤3中的机械加工包括：缺陷去除、棱角平整、过渡圆角圆滑。步骤4中的等温模锻设备为31.5MN油压机，压下速度为2～3mm/s，且步骤4中的加热温度为420℃～430℃之间，模具加热温度设定为420±3℃，润滑剂采用石墨+石蜡混合润滑(1:4的体积比)，采用顶出装置用于锻件出模。
本发明的有益效果是：常规的铸造制造方法缺陷较多，导致产品性能低下、使用寿命较短。或采用普通模锻方法充型难度较大，终锻温度低，锻件出模难度大，表面质量差，组织及性能亦较差。而采用本发明生产的大型多筋类复杂7075铝合金机匣锻件能很好的弥补常规制造方法的不足，并大大提高合格率和生产效率。
附图说明
图1为锻荒胎模参考结构示意图；
图2为荒坯结构示意图；
图3等温锻模具参考结构图；
图4顶出装置参考结构图。
具体实施方式
下面选取某型直升机7075铝合金机匣锻件的生产研制，对本发明的工艺步骤进行详细的说明。
锻荒胎模参考结构见图1；最终荒形参考形状如图2；等温锻模具参考结构见图3；顶出装置参考结构见图4。以上模具根据机匣锻件产品具体参数设计制造而成。
提供一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法，包括以下步骤：
步骤1、对合金棒料进行加热，加热温度为450℃，保温后通过反复镦、拔改锻，可根据来料实际状态合理增加火次重复进行锻造，本例共进行8个火次，每个火次1镦1拔，单次镦/拔变形量为45％，得到中间坯料；
步骤2、加热中间坯料至420℃，保温后使用专用胎模进行锻荒，变形量为40％，得到荒形；
步骤3、对荒形进行机械加工，以确保表面质量；
步骤4、加热荒形至420℃，保温后进行等温模锻，共进行5个火次；
进一步包括如下步骤：
步骤1中的镦拔改锻、步骤2中的胎模锻荒均采用3T空气锤(亦可采用同类型冲击变形锤锻设备)，锻前预热锤砧及操作工具至200℃。
步骤1中，镦粗时每锤压下量为50mm，拔长时每锤进给量为90mm，锤击间隔时间为1.5～2s，锻造加热温度在420℃之间。步骤2中，胎模锤击速度应缓，锤击间隔时间为2～3s，每锤压下量为60mm。
步骤1和步骤2中的终锻温度控制在350℃以上。
步骤3中的机械加工包括：缺陷去除、棱角平整、过渡圆角圆滑。
步骤4中的等温模锻设备为31.5MN油压机，压下速度为3mm/s，且步骤4中的加热温度为420℃之间，模具加热温度设定为420±3℃，润滑剂采用石墨+石蜡混合润滑，本例中等温模锻第1火次采用石墨+石蜡1:4，中间火次采用1:8，最后1火采用纯石蜡润滑。锻件出模采用专用顶出装置。
经过自由锻镦拔改锻、胎模制荒、等温模锻成型(带有混合润滑及预设顶出)的工艺思路，可以达到提高大型多筋类复杂7075铝合金机匣的成型质量、组织及性能质量及大幅提高合格率和生产效率的目的。

Claims (8)

1.一种大型多筋类复杂7075铝合金机匣等温模锻方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对7075铝合金棒料进行加热，加热温度为420℃～450℃，保温后进行镦、拔改锻，共进行6个火次，镦/拔单次变形量为40％～60％，得到中间坯料；
步骤2、加热中间坯料至420℃～430℃，保温后使用胎模进行锻荒，变形量为30％～50％，得到荒形；
步骤3、对荒形进行机械加工，以确保表面质量；
步骤4、加热荒形至420℃～430℃，保温后进行等温模锻，共进行5个火次。
2.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤1中的镦拔改锻、步骤2中的胎模锻荒均采用3T空气锤或同类型冲击变形锤锻设备，锻前预热锤砧及操作工具至200～250℃。
3.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤1中，镦粗时每锤压下量为50～70mm，拔长时每锤进给量为80～100mm，锤击间隔时间为1.5～2s，锻造加热温度在420℃～450℃之间。
4.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤2中，胎模锤击的间隔时间为2～3s，每锤压下量为40～60mm。
5.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤1和步骤2中的终锻温度控制在350℃以上。
6.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤3中的机械加工包括：缺陷去除、棱角平整、过渡圆角圆滑。
7.如权利要求1所述的等温模锻方法，其特征在于，步骤4中的等温模锻设备为31.5MN油压机，压下速度为2～3mm/s，且步骤4中的加热温度为420℃～430℃之间，模具加热温度设定为420±3℃，润滑剂采用石墨+石蜡混合润滑，采用顶出装置用于锻件出模。
8.如权利要求7所述的等温模锻方法，其特征在于，所述润滑剂石墨、石蜡的体积比为1:4。
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