CN114433758A - 一种高银铝合金的锻造加工方法以及高银铝合金锻件 - Google Patents

Abstract

本发明适用于锻件加工技术领域，提供了高银铝合金的锻造加工方法以及高银铝合金锻件，包括：将高银铝合金加热至440‑500℃，保温8‑16小时，得坯料；将锻造型砧、夹钳或模具与坯料接触部位预热到300℃‑480℃，并在转移坯料至压机的过程中进行保温处理；对坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3‑10mm/s，得锻造坯料，终锻温度为360‑400℃；将锻造坯料进行成形锻造处理后，依次进行固溶、消除残余应力及人工时效处理。本发明可操作性强，效率高，对需反复镦拔的产品实现一火成型，得到表面质量好、性能优异、且各方向力学性能基本一致的高Ag铝合金锻件，有效解决含Ag铝合金的锻造开裂和组织均匀性问题。

Description

一种高银铝合金的锻造加工方法以及高银铝合金锻件

技术领域

本发明属于锻件加工技术领域，尤其涉及一种高银铝合金的锻造加工方法以及高银铝合金锻件。

背景技术

银(Ag)元素在铝合金中的作用主要是提高耐热性能和耐腐蚀性能。以前，在铝合金中，Ag元素通常以微量合金元素加入。但随着研究的深入，人们对 Ag在铝合金中的作用越来越被广泛认同。其在铝合金中的应用也越来越广泛、加入的量也越来越高。比如，本课题组开发的很多铝合金中都含有Ag元素，尤其是近年来开发的一些合金化程度较高的新型Al-Cu系高强耐热铝合金，Ag 更成为主要的合金化元素。其中主要包括：①一种高耐热性Al-Cu-Mg-Ag合金 (ZL200810030979.1)；②提高固溶冷变形后时效强化铝铜镁银合金力学性能的方法(ZL201110093645.0)；③一种高温性能优异的铝铜镁银合金及其热处理方法(ZL201618000350.8)。这些新开发出来的新型铝合金中Ag的含量高达1.85％。

然而，上述新开发出来的高Ag铝合金虽然性能优异，但其制备加工是一大难题如锻造开裂、锻造温度区间小、终锻温度高等。而现有针对铝铜合金 (ZL201910763894.2、ZL201410171279.X、ZL 201611154601.3)和7000系高强铝合金(ZL201410295234.3)的常规锻造工艺无法解决上述高Ag铝合金的加工难题，必须开发新的工艺技术予以解决。

发明内容

本发明实施例提供一种高Ag铝合金的锻造加工方法，旨在解决现有铝合金锻造工艺无法解决高Ag铝合金的锻造开裂、锻造温度区间小、终锻温度高等的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种高银铝合金的锻造加工方法，包括：

将高银铝合金加热至440-500℃，保温8-16小时，得坯料；

将锻造型砧、夹钳或模具与所述坯料接触部位预热到300℃-480℃，并在转移所述坯料至压机的过程中进行保温处理；

对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，得锻造坯料，终锻温度控制在360-400℃；

将所述锻造坯料进行成形锻造处理，得锻件；

对所述锻件进行固溶处理、消除残余应力处理以及人工时效处理。

本发明实施例还提供了一种高银铝合金锻件，所述高银铝合金锻件是由上述的高银铝合金的锻造加工方法制备而得。

本发明实施例提供的高银铝合金的锻造加工方法，可以有效解决含Ag铝合金的锻造开裂和组织均匀性问题，得到性能优异、且各个方向力学性能基本一致的高Ag铝合金锻件。本发明锻造加工方法可操作性强，效率高，对于需要反复镦拔的产品也可以实现一火成型，成型后表面质量好。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种高银铝合金的锻造加工方法，适用于含高Ag的 2000系、6000系和7000系铝合金或含高Ag高Cu的2000系铝合金，分为制坯锻造过程和成形锻造过程。

制坯锻造过程包括以下步骤：

步骤S1：将高银铝合金加热至440-500℃，保温8-16小时，得坯料。

在本发明实施例中，所述高银铝合金的组分重量百分数为：Si≤0.06，Fe ≤0.05，Cu：5.6～6.8，Mg：0.25～0.6，Ag：0.9～1.85，Mn：0.2～0.4，Zr： 0.08～0.10，Ti：0.03～0.15，其余为Al。

在本发明实施例中，将高Ag高Cu铝锭加热至较高温度(440-500℃)，和保温较长时间(8-16小时)，以便将一部分含Ag第二相溶解进入铝合金基体，有利于提高坯料锻造时的塑性和锻造变形，避免锻造开裂。

步骤S2：将锻造型砧、夹钳或模具与所述坯料接触部位预热到300℃ -480℃，并在转移所述坯料至压机的过程中进行保温处理。

在本发明实施例中，在步骤S2之前，预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R5-R50，以避免锻造接锤处产生裂纹，即防止在制坯锻造过程中划伤锻坯、产生裂纹。

在本发明实施例中，在转移坯料至压机的过程中，对坯料采取保温措施，可采取保温棉保温或其它方式，可以尽可能减小坯料温降。

在本发明实施例中，针对锻造底座型铁、夹具、火钳、模具等与银铝合金接触部位进行预先加热处理(300-480℃)，可以防止坯料在锻造过程中温度下降过快，即防止耐热铝合金热量损失过快。

步骤S3：对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，得锻造坯料，终锻温度控制在360-400℃。

在本发明实施例中，对坯料进行大变形量的6墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40-60％，以破碎含高Ag的第二相粒子和铸造枝晶组织，并使其分布均匀，确保各个方向的组织性能基本一致即确保变形组织的均匀性。压机下压速度3-10mm/s，先用较小速度(3-5mm/s)进行下压，迫使铝合金内部容易开动的滑移系开动，滑移系开动在内部产生的热能会激活其它滑移系，小的下压速度不会使初始破碎的铸造组织产生开裂倾向，之后逐渐增加下压速度至7-10mm/s。其中，压机下压速率由慢到快，可以避免锻坯开裂。

在本发明实施例中，采用较高的终锻温度(360-400℃)，是为了保证高Ag铝合金锻坯具有足够的塑性，以防止锻造开裂。

值得注意的是，本发明对于圆柱形和方形锻坯可以实现一火锻造；而对于扁平状锻件，其在锻造变形过程中需要进行中间退火处理，以避免锻造过程中的开裂。具体地，变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外。另外，对于扁平状锻件，由于比表面积较大，如果温度落入终锻范围外，则需回炉退火，退火温度和时间分别为 440-500℃和0.5h-5h，锻造后进行空冷。用以上方法进行锻造可以有效避免高 Ag铝合金产生开裂倾向，并得到性能优异的锻件。

在本发明实施例中，所述中间退火处理温度为420-480℃，时间为4-8小时。

在本发明实施例中，在制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。其中，锻造过程中的修伤，是为了防止锻坯出现的边缘裂纹扩展和深入锻坯内部，造成锻坯报废。

成形锻造过程包括以下步骤：

步骤S4：将所述锻造坯料进行成形锻造处理，得锻件。

在本发明实施例中，对于板状锻件和杆(棒)状锻件成形，是将锻造坯料重新入炉加热至440-500℃，保温6-8小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行快速拔长锻造至规定毛坯尺寸，以防止锻坯热量散失过快而开裂。终锻温度控制在360-400℃。其中，对于板状锻件和杆状锻件，在对镦铁、夹具、模具进行预热的前提下，快速拔长锻造成形至规定尺寸，可以防止锻坯热量散失以至于锻造裂纹产生的情况发生。其中，所述板状和杆状锻件成形变形量≥80％。

在本发明实施例中，对于锻环成形，是将制坯变形后的筒形锻造坯料进行以下步骤加工处理：(a)将锻环坯料重新入炉加热至440-500℃，保温6-8小时；(b)将锻造坯料进行墩粗、冲孔、芯棒拔长，精整成环件坯料；(c)碾环机轧辊涂抹润滑油；(d)预先进行钢制环件的碾环，利用较高温度(1000-1100℃) 的钢制环件加热轧辊；(e)将环件坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(5-20％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量 (≥30％)进行径向碾环变形。终锻温度控制在360-400℃。

其中，对于圆筒形锻件，采取墩粗冲孔后的芯棒拔长变形，可以增加锻坯的高向变形量和变形均匀性。碾环机轧辊涂抹润滑油可以减小轧辊与锻坯之间的摩擦，避免表面裂纹产生。预先进行钢制件碾环，可以预热碾环机的轴辊等与铝合金锻坯接触的部件，防止铝合金锻坯热量散失过快，达到一次性完成碾环工艺。

在本发明实施例中，成形后的锻件均需进行修伤处理。

步骤S5：对所述锻件进行固溶处理、消除残余应力处理以及人工时效处理。

在本发明实施例中，所述固溶处理温度为480-520℃，时间为3-6小时。

在本发明实施例中，所述消除残余应力处理的拉伸或涨形变形量为 0.1-2.0％。

在本发明实施例中，所述人工时效处理温度为150-180℃，时间为12-24小时。

本发明实施例还提供了一种高银铝合金锻件，所述高银铝合金锻件是由上述的高银铝合金的锻造加工方法制备而得。

以下给出本发明某些实施方式的实施例，其目的不在于对本发明的范围进行限定。

实施例1

锻造制备2A43板状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％， Cu：6.8％，Mg：0.25％，Ag：0.90％，Mn：0.40％，Zr：0.15％，Ti：0.05％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至500℃，保温8小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到300℃；对坯料进行6墩6 拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40％，先用较小速度3mm/s进行下压，之后逐渐增加下压速度至8mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为440℃和5h，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在400℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将锻造坯料重新入炉加热至440℃，保温8小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁至400℃；然后，进行快速拔长锻造至规定毛坯尺寸，以防止锻坯热量散失过快而开裂，变形量≥80％，终锻温度控制在360℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：480℃/6小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为0.1％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：150℃/24小时。

本发明实施例1所获得的板状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例1所获得的板状锻件按照国标GB/T 228.1-2010进行室温力学性能测试，测试结果如表1中所示。

表1

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				横向	502	473	7.0
纵向	497	473	7.0

实施例2

锻造制备2A43板状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％， Cu：6.0％，Mg：0.35％，Ag：1.2％，Mn：0.35％，Zr：0.08％，Ti：0.15％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至480℃，保温12小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到400℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为50％，先用较小速度4mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至9mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为480℃和1.5h，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在360℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将锻造坯料重新入炉加热至460℃，保温7小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行快速拔长锻造至规定毛坯尺寸，以防止锻坯热量散失过快而开裂，变形量≥80％，终锻温度控制在380℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：480℃/6小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为0.5％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为： 180℃/12小时。

本发明实施例2所获得的板状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例2所获得的板状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表2中所示。

表2

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				横向	535	505	10.0
纵向	518	491	9.0

实施例3

锻造制备2A43板状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％， Cu：5.7％，Mg：0.4％，Ag：1.3％，Mn：0.3％，Zr：0.10％，Ti：0.10％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至460℃，保温14小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到480℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40％，先用较小速度3mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至7mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为480℃和3h，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在380℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将锻造坯料重新入炉加热至480℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行快速拔长锻造至规定毛坯尺寸，以防止锻坯热量散失过快而开裂，变形量≥80％，终锻温度控制在400℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：490℃/5小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为1.0％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为： 160℃/20小时。

对本发明实施例3所获得的板状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表3中所示。另外，实施例3还进行了多锻件连接锻造，实践证明其将多件连在一起均可实现一火锻造成型，且表面质量好，无裂纹产生；同时，将锻件锯切成单个锻件产品时，各个锻件表面均无缺陷。

表3

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				横向1	496	462	7.5
横向2	494	459	6.0
				纵向1	503	472	11.0
纵向2	507	477	7.5

对比例1

锻造制备2A43板状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％， Cu：6.3％，Mg：0.45％，Ag：1.05％，Mn：0.4％，Zr：0.08％，Ti：0.05％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭采用常规温度420℃加热，保温4小时，得坯料；锻造型砧无倒圆处理；转移坯料至压机的过程中，对坯料无保温措施；对锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位无预热措施；对坯料进行6墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为30％，压机下压速度80mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为430℃和3h，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在340℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将锻造坯料重新入炉加热至400℃，保温6小时；然后，进行拔长锻造至规定毛坯尺寸，中间进行多次中间退火处理。终锻温度控制在340℃。

对比例1实施常规锻造工艺，虽然锻造过程中实施多次中间退火，但所得板状锻件仍然发生了开裂。

实施例4

锻造制备2A43筒状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％， Cu：6.8％，Mg：0.35％，Ag：1.55％，Mn：0.20％，Zr：0.08％，Ti：0.15％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至450℃，保温14小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到450℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为60％，先用较小速度3mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至10mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在400℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至470℃，保温7小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥20％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(5％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在 380℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：500℃/4小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为1.1％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：170℃/16小时。

本发明实施例4所获得的筒状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例4所获得的筒状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表4中所示。

表4

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向	527	501	8.0
切向	533	492	8.0

实施例5

锻造制备2A43筒状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，， Cu：5..9％，Mg：,0.6％，Ag：0.9％，Mn：0.4％，Zr：0.08％，Ti：0.03％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至460℃，保温15小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到480℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40％，先用较小速度4mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至8mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在370℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至490℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥20％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1100℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(10％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在400℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：510℃/4小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为0.9％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：160℃/22小时。

本发明实施例5所获得的筒状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例5所获得的筒状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表5中所示。

表5

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向	484	448	6.5
切向	506	459	6.5

实施例6

锻造制备2A43筒状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，， Cu：6.2％，Mg：0.55％，Ag：1.85％，Mn：0.20％，Zr：0.09％，Ti：0.14％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至450℃，保温13小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到340℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40％，先用较小速度3mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至9mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在400℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至470℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥20％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(15％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在370℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：520℃/3小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为1.5％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：165℃/18小时。

本发明实施例6所获得的筒状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例6所获得的筒状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表6中所示。

表6

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向1	506	466	7.5
高向2	499	462	6.5
				切向1	504	478	7.0
切向2	495	463	10.5

实施例7

锻造制备2A43筒状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，， Cu：6.4％，Mg：0.45％，Ag：1.35％，Mn：0.4％，Zr：0.10％，Ti：0.12％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至500℃，保温8小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到480℃；对坯料进行6墩6 拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为50％，先用较小速度3mm/s进行下压，之后逐渐增加下压速度至10mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在360℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至470℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥20％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1100℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(20％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在400℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：515℃/4小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为2.0％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：180℃/12小时。

本发明实施例7所获得的筒状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例7所获得的筒状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表7中所示。

表7

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向1	498	459	7.0
高向2	488	448	7.5
				切向1	486	456	8.0
切向2	488	458	9.0

实施例8

锻造制备2A43筒状锻件，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，， Cu：6.7％，Mg：0.25％，Ag：1.25％，Mn：0.3％，Zr：0.08％，Ti：0.03％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至440℃，保温16小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到300℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为60％，先用较小速度4mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至10mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在390℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至500℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥20％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(10％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在370℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：505℃/5小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为0.8％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：175℃/14小时。

本发明实施例8所获得的筒状锻件的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例8所获得的筒状锻件进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表8中所示。

表8

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向1	507	467	8.0
高向2	500	476	7.6
				切向1	505	476	8.5
切向2	503	476	7.6

实施例9

锻造制备2A43锻环，高Ag铝锭成分为：Si：0.06％，Cu：6.5％，Mg：0.55％， Ag：1.65％，Mn：0.2％，Zr：0.08％，Ti：0.11％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭加热至450℃，保温15小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到320℃；对坯料进行6 墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为60％，先用较小速度3mm/s 进行下压，之后逐渐增加下压速度至10mm/s。变形量的增加会使铝合金内部产生变形热，对于圆柱形或方形锻件，热量损失和内部变形热的产生近似达到动态平衡，此时可以完成对坯料的反复镦拔而不会落入终锻温度范围外，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在400℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至500℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，进行锻坯墩粗、冲孔和芯棒拔长变形(变形量≥15％)；碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(20％)进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥40％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在370℃。对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：518℃/4小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为1.3％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：155℃/24小时。

本发明实施例9所得锻环的表面质量好，无缺陷和裂纹。对本发明实施例 9所获得的锻环进行室温力学性能测试(GB/T 228.1-2010)，测试结果如表9 中所示。

表9

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向1	553	514	7.0
高向2	553	511	7.0
				切向1	545	518	10.0
切向2	538	514	11.0

对比例2

锻造制备2A43筒状锻件，成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，Cu：5.6～6.8％， Mg：0.25～0.6％，Ag：0.9～1.85％，Mn：0.2～0.4％，Zr：0.08～0.10％，Ti： 0.03～0.15％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭采用常规温度430℃加热，保温6小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到300℃；对坯料进行6墩6拔多向变形制坯锻造，每个方向每道次变形量为40％，先用较小速度4mm/s进行下压，之后逐渐增加下压速度至10mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为400℃和5h。锻后进行空冷，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在360℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至400℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，直接将制坯墩粗的锻坯进行冲孔。锻坯无附加墩粗，且冲孔后无芯棒拔长变形。碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(15％) 进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在360℃。

对比例2所制备的筒状锻件在碾环过程中开裂，且表面质量差。

对比例3

锻造制备2A43筒状锻件，成分为：Si：0.06％，Fe：0.06％，Cu：5.8％， Mg：0.6％，Ag：1.05％，Mn：0.4％，Zr：0.08％，Ti：0.05％，其余为Al。

制坯锻造步骤为：

将高Ag铝锭采用常规温度440℃加热，保温16小时，得坯料；预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R25；转移坯料至压机的过程中，采取保温棉保温坯料；预先将锻造型砧、夹钳或模具与铝合金接触部位预热到300℃；对坯料进行6墩6拔单向变形制坯锻造，每道次变形量为40％，先用较小速度 3mm/s进行下压，之后逐渐增加下压速度至9mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，退火温度和时间分别为440℃和3h。锻后进行空冷，锻后进行空冷，得锻造坯料，终锻温度控制在400℃，制坯锻造变形过程中随时观察边裂和表面裂纹产生情况，随时进行修伤处理。

成形锻造步骤为：

将制坯锻造完成后的坯料重新入炉加热至460℃，保温6小时；预先加热锻造夹具、模具和镦铁；然后，直接将制坯墩粗的锻坯进行冲孔。锻坯无附加墩粗，且冲孔后无芯棒拔长变形。碾环机轧辊涂抹润滑油；预先进行1000℃钢制件碾环；将坯料装入芯辊，利用轴向辊轻压锻坯，采取较小变形量(10％) 进行轴向变形。利用主辊与芯辊配合，采取较大变形量(≥30％)进行径向碾环变形，终锻温度控制在400℃。

对所述锻件进行固溶处理，固溶处理工艺参数为：510℃/4小时；对固溶处理后的锻件进行消除残余应力处理，拉伸或涨形变形量为1.2％；进一步对锻件进行人工时效处理，工艺参数为：175℃/16小时。

对比例3所制备的筒状锻件的室温力学性能如表10所示(GB/T 228.1-2010)，可以看出高向延伸率大大低于切向延伸率。这是单向制坯锻造变形、且变形量较小及无芯棒拔长锻造工艺造成的。

表10

取样方向	σ<sub>b</sub>(MPa)	σ<sub>0.2</sub>(MPa)	δ<sub>5</sub>(％)
				高向1	502	467	6.0
高向2	500	462	4.8
				高向3	499	469	4.0
切向1	495	462	10.0
				切向2	514	486	9.6
切向3	502	473	10.0

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，包括：

将高银铝合金加热至440-500℃，保温8-16小时，得坯料；

将锻造型砧、夹钳或模具与所述坯料接触部位预热到300℃-480℃，并在转移所述坯料至压机的过程中进行保温处理；

对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，得锻造坯料，终锻温度控制在360-400℃；

将所述锻造坯料进行成形锻造处理，得锻件；

对所述锻件进行固溶处理、消除残余应力处理以及人工时效处理。

2.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述高银铝合金的组分重量百分数为：Si≤0.06，Fe≤0.05，Cu：5.6～6.8，Mg：0.25～0.6，Ag：0.9～1.85，Mn：0.2～0.4，Zr：0.08～0.10，Ti：0.03～0.15，其余为Al。

3.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述将锻造型砧、夹钳或模具与所述坯料接触部位预热到300℃-480℃，并在转移所述坯料至压机的过程中进行保温处理的步骤之前，还包括：

预先对锻造型砧需进行倒圆处理，圆角为R5-R50。

4.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，得锻造坯料的步骤，包括：

对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，每个方向每道次变形量为40-60％，先用3-5mm/s的下压速度进行下压变形，之后增加下压速度至7-10mm/s，得锻造坯料。

5.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，得锻造坯料的步骤，包括：

对所述坯料进行6墩6拔多向锻造变形，压机下压速度3-10mm/s，并在锻造变形过程中进行中间退火处理，得锻造坯料；所述中间退火处理温度为420-480℃，时间为4-8小时。

6.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，当所述锻件为板状或杆状锻件时，所述将所述锻造坯料进行成形锻造处理，得锻件的步骤，包括：

将所述锻造坯料加热至440-500℃，保温6-8小时后拔长锻造至规定毛坯尺寸，变形量≥80％，得板状或杆状锻件；

当成形锻环时，将所述锻造坯料加热至440-500℃，保温6-8小时后进行墩粗、冲孔、芯棒拔长，得环件坯料；

预先进行钢制环件的碾环，利用1000-1100℃温度的钢制环件加热轧辊；

将环件坯料装入芯辊中，利用轴向辊压制，采取5-20％变形量进行轴向变形，以及利用主辊与芯辊配合，采取≥30％变形量进行径向碾环变形，得锻环。

7.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述固溶处理温度为480-520℃，时间为3-6小时。

8.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述消除残余应力处理的拉伸或涨形变形量为0.1-2.0％。

9.如权利要求1所述的高银铝合金的锻造加工方法，其特征在于，所述人工时效处理温度为150-180℃，时间为12-24小时。

10.一种高银铝合金锻件，其特征在于，所述高银铝合金锻件是由权利要求1-9任一权利要求所述的高银铝合金的锻造加工方法制备而得。