一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法技术

本发明专利技术公开了一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，属于铝合金锻造技术领域，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、坯料下料；S2、坯料锻造加热；S3、加热完成的坯料进行锻造得到环坯；S4、退火；S5、机加工；S6、检验，本发明专利技术的优点在于铸锭施加合适的塑性变形，改善微观组织、细化晶粒，避免壁厚中部由于应力不均，形成微裂纹，提高工件的合格率。提高工件的合格率。提高工件的合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法


[0001]本专利技术涉及铝合金锻造
，特别涉及一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法。

技术介绍

[0002]5754铝合金是一种具有中等强度、可焊性、良好耐腐蚀性的典型的5系铝镁合金，一般主要通过轧制板材，及较少的挤压型材的方式，可广泛应用于汽车、交通运输、航空航天等领域。在生产锻件(壁厚B≥400，高度≤300)的投料重量超过1800kg的大型5754铝合金环件时，辗环前工件壁厚与高度之比≥1.5，扩孔及辗环后存在较多问题，影响产品一次交检合格率
[0003]目前一般壁厚≥600mm坯料在扩孔至壁厚400～480mm过程中，在1/2壁厚位置受力不均，造成晶间位错及原有小裂纹延展，形成线型裂纹。造成锻后工件探伤发现整圈在该位置有密集型点状或者线型缺陷，工件性能也存在分布不均的状况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其优点在于铸锭施加合适的塑性变形，改善微观组织、细化晶粒，避免壁厚中部由于应力不均，形成微裂纹，提高工件的合格率。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，包括以下步骤：S1、坯料下料；S2、坯料锻造加热；S3、加热完成的坯料进行锻造得到环坯；S4、退火；S5、机加工；S6、检验。
[0007]进一步的，在步骤S2中，坯料以≤300℃入炉，之后以≤70℃/h加热速度升温至425～440℃保温，保温时间为T1。
[0008]进一步的，在步骤S2中，保温时间T1＝坯料最大有效截面*1.5
‑
1.8min/mm。
[0009]进一步的，所述步骤S3包括以下工步：第一工步、改锻；第二工步、镦饼和冲孔；第三工步、马架扩孔；第四工步、辗环。
[0010]进一步的，所述第一工步具体为：坯料进行Z向镦粗，镦粗变形量为45％，镦粗后的坯料进行Z向拔长，单道次拔长变形量为35～45％，同理进行坯料的X向、Y向镦拔。
[0011]进一步的，所述第二工步具体为：将镦拔完成的坯料镦粗，之后滚圆，最后冲孔，坯料壁厚高度之比为1.05～1.3。
[0012]进一步的，所述第三工步具体为：使用φ380mm芯棒，扩内孔至φ550～φ600，平高度至400～450mm；更换φ550芯棒，扩内孔至φ900～φ1000，平高至350～380mm，继续扩孔至φ1350，旋压高度至300～320mm，平整。
[0013]进一步的，所述第四工步具体为：坯料在辗环机上辗环，轴向和径向进给量降低并控制在0.3～0.5mm/s，终轧变形量为10％～16％。
[0014]进一步的，在步骤S4中，退火温度设定在335～355℃，保温时间1.5h～4h。
[0015]进一步的，锻件中Mn+Cr的含量控制在0.30～0.60％，Mg的含量控制在2.6％
‑
3.6％。
[0016]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]1.由于大直径棒材存在组织不均匀、晶粒粗大、成分偏析的现象，通过三向镦粗和拔长，并且合理控制镦拔锻比和控制单道次变形量，改善微观组织、细化晶粒，为后续的辗环工艺做准备；
[0018]2.减小出坯壁厚B控制在450～550mm，并控制坯料壁厚B和高度H之比为1～1.3。并在后续扩孔过程中，不断通过壁厚及高度方向交替施加变形，避免壁厚中部由于应力不均，形成微裂纹；
[0019]3.开坯后的环批，壁厚与高度之比≥1.5，环机需降低轴向与径向进给量，并不断添加乳化剂。避免端面凹槽及局部过热，导致环件表面屈服性能下降，组织不均等问题。
[0020]4.马扩过程中，壁厚变形量达到5％～10％，立刻进行高度方向的旋压平整，控制B/H的值约为1.05～1.5。在内外径壁厚及尺寸达到预定尺寸后，将剩余高度旋压至预定锻件高度尺寸。通过阶梯递增并且交替施压外圆及高度，实现锻件各个位置发生均匀的塑性变形及组织转变，规避大截面壁厚在扩孔过程中，金属流动不均产生锻造应力裂纹。
[0021]5.合理控制Mg及Mn+Cr含量。Mg在铝合金中以β(Mg2Al3)相形式存在，起到弥散强化的目的。提高Mg的含量，能够提高合金强度，但会降低一定的塑性。适当提高Mn+Cr的含量并内控在0.30～0.60％，能起到阻碍晶粒长大的作用，是铸锭组织致密，保证锻件基体性能、焊接抗热裂纹性及耐腐蚀性。
[0022]6.在335～355℃均热保温1.5h～4h，材料在消除锻造组织的同时，经过回复与再结晶，并留有富余满足而随着温度的升高的情况下，衍生率、抗拉强度、屈服强度的要求。
附图说明
[0023]图1是提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]实施例：一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0026]S1、坯料下料：原料材尺寸为φ770～800mm铸棒，长度为L。控制原材料即锻件中的Mg及Mn+Cr含量。Mg的含量控制在2.6％
‑
3.6％，Mg在铝合金中以β(Mg2Al3)相形式存在，起到弥散强化的目的。提高Mg的含量，能够提高合金强度，但会降低一定的塑性。适当提高Mn+Cr的含量并内控在0.30～0.60％，能起到阻碍晶粒长大的作用，是铸锭组织致密，保证锻件基体性能、焊接抗热裂纹性及耐腐蚀性。
[0027]S2、坯料锻造加热：坯料以≤300℃入炉，之后以≤70℃/h加热速度升温至425～440℃保温，保温时间为T1。其中保温时间T1＝坯料最大有效截面*1.5
‑
1.8min/mm。
[0028]S3、加热完成的坯料进行锻造得到环坯。具体包括以下工步：
[0029]第一工步：改锻。具体为坯料Z向镦粗至H1，镦粗变形量(L
‑
H1)/L为45％。之后坯料
Z向拔长至L1，单道次拔长变形量为35～45％。同理进行X向、Y向镦拔。
[0030]第二工步：镦饼和冲孔。具体为坯料最后一次镦粗为轴向至高度H2(H2≈500)；滚圆、冲孔。坯料壁厚高度之比为1.05～1.3，并在后续扩孔过程中，不断通过壁厚及高度方向交替施加变形，避免壁厚中部由于应力不均，形成微裂纹。
[0031]第三工步：马架扩孔。使用φ380芯棒，扩内孔至φ550～φ600，平高度至400～450mm；更换φ550芯棒，扩内孔至φ900～φ1000，平高至350～380mm。继续扩孔至φ1350，旋压高度至300～320mm，平整。马扩过程中，壁厚变形量达到5％～10％，立刻进行高度方向的旋压平整，控制B/H的值约为1～1.5。在内外径壁厚及尺寸达到预定尺寸后，将剩余高度旋压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、坯料下料；S2、坯料锻造加热；S3、加热完成的坯料进行锻造得到环坯；S4、退火；S5、机加工；S6、检验。2.根据权利要求1所述的一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其特征在于：在步骤S2中，坯料以≤300℃入炉，之后以≤70℃/h加热速度升温至425～440℃保温，保温时间为T1。3.根据权利要求2所述的一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其特征在于：在步骤S2中，保温时间T1＝坯料最大有效截面*1.5
‑
1.8min/mm。4.根据权利要求1所述的一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下工步：第一工步、改锻；第二工步、镦饼和冲孔；第三工步、马架扩孔；第四工步、辗环。5.根据权利要求4所述的一种提高大壁厚5754铝合金锻件合格率的锻造方法，其特征在于：所述第一工步具体为：坯料进行Z向镦粗，镦粗变形量为45％，镦粗后的坯料进行Z向拔长，单道次拔长变形量为35～45％，同理进行坯料的X向、Y向镦拔。6.根据权利要求4所述的一种提高大壁厚5754铝合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆振宇，张星星，许亮，刘宁，侯博秋，秦寅康，
申请(专利权)人：无锡派克新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：