一种2A70铝合金环件去应力成形方法技术

本发明专利技术涉及一种2A70铝合金环件去应力成形方法，特别是涉及了通过增加冷胀形工序并提高固溶介质温度消除大型环锻件残余应力的方法。本方法使用85℃以上的水为固溶介质，增加了固溶介质的流动性，降低了环锻件残余应力水平。固溶后2小时内进行冷胀形，胀形变形量控制在2％。减小了残余应力水平和改善了应力分布。保证了环锻件机加时不变形，提高了产品合格率。这种消除残余应力的方法主要用于航空、航天、武器装备、工业机械等领域的大型环锻件加工中。工中。工中。

【技术实现步骤摘要】
一种2A70铝合金环件去应力成形方法

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[0001]本专利技术涉及一种环形件成形方法，特别是涉及了一种2A70铝合金环件去应力成形方法。

技术介绍
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[0002]机匣环锻件是航空发动机的一类重要零件，通常由锻造厂提供的毛坯环锻件机加而成。新型发动机2A70铝合金机匣类零件是一种常见的大型环锻件，经常出现机加时变形，从而造成零件报废。相关资料显示，造成零件机加变形的重要因素是毛坯环锻件内部残余应力过高，降低毛坯环锻件的内部残余应力可以有效缓解零件机加过程中因残余应力释放导致的变形。在该类零件的生产过程中常通过对毛坯环锻件进行环扎、固溶处理再时效处理的方式消除残余应力。但实际生产中，经上述工序处理后毛坯环锻件依然存在较高残余应力。
[0003]2012年6月13日公开的中国专利技术专利CN 102489590 A公开了一种铝合金环锻件的冷胀形方法。如本说明书附图1所示，该方法是通过将冷轧完成后的铝合金矩形环锻件4套装在胀形块3外围，启动胀形机使胀形块从环轧件的内圆周表面沿径向挤压环轧件完成胀形。通过这种方法可以有效提高环轧件的尺寸精度。但该专利只是简单的阐述了冷胀形工艺提高环轧件尺寸精度的作用，并未披露冷胀形工艺的冷拉伸实质及消除环轧件残余应力的作用。

技术实现思路
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[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种2A70铝合金环件去应力成形方法，即在固溶与时效步骤中间增加冷胀形步骤并提高固溶介质温度,以达到消除大型环锻件残余应力的目的。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种2A70铝合金环件去应力成形方法。其步骤如下：
[0006]按一定规格下料成铝合金棒材，将加热炉升温至450
±
10℃后，将铝合金棒材放入加热炉中保温12小时；再将保温后的铝合金棒材转移压力机上，转移时间小于50秒；在压力机上将坯料墩粗至H，变形过程耗时约13s，上压块下压速度为30mm/s～40mm/s。采用冲头冲盲孔，压力机将冲头整体压入坯料，冲完盲孔后将锻件翻转使得带冲头盲孔朝下放在漏盘上进行冲通孔，等到铝合金环坯；
[0007]采用多火次轧制，第一火，将冲完孔的铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行轧制，尺寸要求Ф670
±
10
×
Ф370
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝270
±
5mm；第二火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行轧制，尺寸要求Ф904
±
10
×
Ф704
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝265
±
5mm；第三火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上轧制，尺寸要求Ф1218
±
10
×
Ф1078
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝260
±
5mm；第四火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行最终轧制，尺寸要求Ф1490
±5×
Ф1378
±5×
247
±
5mm，并平高度至H＝260
±
5mm；
得到铝合金环轧件；
[0008]将加热炉加热至530
±
5℃后，将终轧后铝合金环轧件装入加热炉中保温3小时，之后在大于85℃的热水中冷却15分钟，再转入冷水槽中冷却至室温；
[0009]将固溶处理后的铝合金环轧件套装在胀形机的胀形块外围，在室温下，启动胀形机对芯轴施加向下的力F使其向下运动，从而带动径向滑块和胀形块做径向运动。同时通过对下压环施加轴向压力F2，保证环锻件轴向尺寸不发生变化；铝合金环轧件胀形变形量控制在2％以内，经过冷胀形后的环锻件尺寸为Ф1518
±2×
Ф1408
±2×
247
±
6mm，得到铝合金环件；
[0010]对胀形后的铝合金环件进行时效处理，将铝合金环件装入加热炉中，随炉升温至170～200℃，保温13小时；取出铝合金环件，并分散空冷。
[0011]进一步地，所述铝合金棒材的规格为Ф400
×
572mm。
[0012]进一步地，所述镦粗过程中，将坯料镦粗至H＝280mm。
[0013]进一步地，所述冲头的规格为Ф185mm。
[0014]进一步地，所述时效处理在固溶处理后4小时以内进行。
[0015]进一步地，所述铝合金为2A70合金。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0017]本专利技术所述的一种2A70铝合金环件去应力成形方法，由于提高了固溶介质温度，增加了水的流动性(降低粘性)，提高了环锻件固溶冷却时温度的均匀性，在一定程度上降低了残余应力水平。同时在固溶后2小时内进行冷胀形，胀形变形量控制在2％。采用冷胀形调整环锻件内部的残余应力，减小了残余应力水平和改善了应力分布。保证了环锻件机加时不变形，提高了产品合格率。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细地说明。
[0019]图1是冷胀形工艺示意图。
[0020]图2是大型环锻件剖视图。
具体实施方式
[0021]实施本专利技术所述的一种2A70铝合金环件去应力成形方法需要提供锻造加热炉、压力机、轧环机、机械手、胀形机等设备。下面以牌号2A70的铝合金为例来详细说明该方法的具体实施方式：
[0022]该合金的主要化学元素含量(重量百分比)为：含Mn量≤0.20％、含Si量≤0.35％、含Ni量0.90％～1.50％、含Ti量0.02％～0.10％、含Cu量1.9％～2.5％、含Fe量0.90％～1.50％、含Mg量1.4％～1.8％、Zn量≤0.30％、余量为Al。原材料复验合格。
[0023]本方法的具体步骤如下：
[0024]按Ф400
×
572mm的规格下料成铝合金棒材，将加热炉升温至450
±
10℃后，将铝合金棒材放入加热炉中保温12小时；再将保温后的铝合金棒材转移压力机上，转移时间小于50秒；在压力机上将坯料墩粗至H＝280mm，变形过程耗时约13s，上压块下压速度为30mm/s～40mm/s。采用冲头冲盲孔，冲头的规格为Ф185mm，压力机将冲头整体压入坯料，冲完盲孔
后将锻件翻转使得带冲头盲孔朝下放在漏盘上进行冲通孔，等到铝合金环坯；
[0025]采用多火次轧制，第一火，将冲完孔的铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行轧制，尺寸要求Ф670
±
10
×
Ф370
±
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2A70铝合金环件去应力成形方法，其特征在于，包括以下步骤：按一定规格下料成铝合金棒材，将加热炉升温至450
±
10℃后，将铝合金棒材放入加热炉中保温12小时；再将保温后的铝合金棒材转移压力机上，转移时间小于50秒；在压力机上将坯料墩粗至H，变形过程耗时约13s，上压块下压速度为30mm/s～40mm/s。采用冲头冲盲孔，压力机将冲头整体压入坯料，冲完盲孔后将锻件翻转使得带冲头盲孔朝下放在漏盘上进行冲通孔，等到铝合金环坯；采用多火次轧制，第一火，将冲完孔的铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行轧制，尺寸要求Ф670
±
10
×
Ф370
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝270
±
5mm；第二火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上进行轧制，尺寸要求Ф904
±
10
×
Ф704
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝265
±
5mm；第三火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机上轧制，尺寸要求Ф1218
±
10
×
Ф1078
±
10
×
Hmm，并平高度至H＝260
±
5mm；第四火，将铝合金环坯趁热回炉，450
±
10℃下保温6小时，在环扎机...

【专利技术属性】
技术研发人员：强超，
申请(专利权)人：贵州安大航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：