一种铝合金旋压加工工艺及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种铝合金旋压加工工艺及其应用，包括以下步骤：S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度400～460℃，终旋温度为400～450℃，S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度390～440℃，终旋温度为380～440℃，S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度390～440℃，终旋温度为380～440℃，S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度380～430℃，终旋温度为370～420℃，本发明专利技术在旋压过程中对铝合金管材进行加热，提高了材料的塑性，避免了材料在旋压时出现的拉薄、拉裂等问题。拉裂等问题。拉裂等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金旋压加工工艺及其应用


[0001]本专利技术属于铝合金加工
，具体涉及一种铝合金旋压加工工艺及其应用。

技术介绍

[0002]铝镁系形变强化合金，具有良好的抗腐蚀性能、断裂韧性和焊接性能，是一种综合性能较好的铝合金，适用于制造舰艇、飞机等的结构件和蒙皮。
[0003]旋压工艺是一种综合了锻压、挤压、环轧、拉伸、弯曲和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，适用于各种铝合金坯料的薄壁空心回转体零件的加工成形，长久以来，筒形件强力旋压被公认是制造薄壁长筒体的最有效的方法之一，但强力旋压又是一种典型的局部加载、受力和变形的成形工艺。因此，塑性变形区只局限于旋压轮与铝合金坯料的接触区域，而铝合金坯料周围多为弹性区，受力状态非常复杂，当加工厚壁铝合金坯料时，会出现内层坯料变形不透而增加了受力状态的复杂性，从而导致对加工坯料的厚度有所限制，此外现有的利用旋压技术进行的制造薄壁长筒体的工艺中由于旋压道次多等因素，会出现组织性能不均匀，严重的还会导致薄壁长筒体的开裂的问题。
[0004]因此开发一种铝合金旋压加工工艺，能够解决现有制造薄壁长筒体的工艺技术中铝合金坯料出现的拉薄、拉裂的问题是目前的当务之急。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种铝合金旋压加工工艺，针对现有技术的缺陷，本专利技术在旋压过程中对铝合金管材进行加热，提高了材料的塑性，达到改善材料塑性的目的，避免因材料产生的堆积而引发开裂。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提出了一种铝合金旋压加工工艺，包括以下步骤：
[0007]S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为400～460℃，终旋温度为400～450℃，
[0008]所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
[0009]S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
[0010]所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
[0011]S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，
[0012]所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，
[0013]S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为380～430℃，终旋温度为370～420℃，
[0014]所述旋压机的进给比为0.3～0.6mm/r，
[0015]所述第一道次旋压，所述第二道次旋压，所述第三道次旋压和所述第四道次旋压均通过旋压轮进行。
[0016]根据本专利技术的一种铝合金旋压加工工艺，至少具有以下有益效果：
[0017]1、上述开旋温度和终旋温度的设置是为了坯料具有很好的金属塑性，实现等温旋压，确保旋压成形，同时旋压的组织性能均匀，两个的温度如果过高，旋压坯料会出现堆积，晶粒长大，导致材料软化，温度过低，金属塑性变形，会出现旋压开裂，性能严重下降。
[0018]2、上述进给比设置为了确保旋转过程中坯料的塑性变形均匀，确保组织性能的均匀性，进给比过低，单道次旋压时间长，温降明显，不利于成形，进给比过高，坯料塑性变形不够，组织性能比较差。
[0019]3、设置四道旋压，旋压过程中边旋压边加热保温，实现等温旋压(终旋温度尽量接近开旋温度)，可保障整个旋压过程金属塑性很好，因此每道次的变形量均比较大，经过四个道次之后，产品的厚度尺寸可以到达标准要求，同时组织性能也很均匀，生产的流程也较短。如果道次减少，旋压变形量不够，会造成组织性能不达标，如果道次增加，生产流程长，坯料温降也比较明显，不利于等温旋压)。
[0020]4、加热旋压一方面是为了降低对旋压设备动力和刚度的要求：另一方面能够旋压厚壁毛坯并加大旋压用量，由于被加工材料加热到较高的温度(但必须低于该金属的再结晶温度)，使其变形抗力显著降低，塑性大为提高，这样就可以在相同设备上加工较大厚度的毛坯，并缩短旋压作业时间，提高生产率以降低旋压件的制造成本。
[0021]5、与传统工艺相比，本专利技术的铝合金旋压工艺生产铝合金回转体零件的金属变形条件好，旋压时由于旋轮与金属接触近乎线或点接触因此使用的压力小，从而能够集中很大的单位压力使金属发生变形，得到薄壁制件。旋压最大单位压力可达280kg/mm2，而8000kN的压力机在正常工作时的压力仅为100kg/mm2。由于逐点成形的单位面积上的压力高，机床消耗的功率也较少。加工同样大小的制件，旋压机床的吨位只是压力机吨位的1/20。
[0022]本专利技术的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品范围广，根据旋压机的能力可以制作大直径薄壁管材、特殊管材及变断面管材、球形、半球形、椭圆形、曲母线形以及带有阶梯和变化壁厚的几乎所有回转体制件。
[0023]本专利技术的铝合金旋压工艺生产铝合金的材料利用率高，生产成本低。旋压加工与机加工相比，可节约材料20％～50％，最高可达80％，使成本降低30％～70％。
[0024]本专利技术的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品性能显著提高，在旋压之后材料的组织结构与机械性能均发生变化，晶粒度细小并形成具有纤维状的特征。强度、屈服强度和硬度都有提高，强度提高60％～90％，而伸长率降低。
[0025]本专利技术的铝合金旋压工艺生产铝合金的制品表面光洁度高，尺寸公差小。旋压加工制品的表面光洁度一般可达Ra3.2～Ra1.6,最好的可达Ra0.4～Ra0.2，经过多次旋压可达Ra0.1。旋压产品可能达到较小的壁厚公差，直径300mm,公差为0.05mm,φ300～1600mm时，公差为0.12mm。
[0026]本专利技术的铝合金旋压工艺与板材冲压相比较，金属旋压能大大简化工艺所使用的装备，一些需要6～7次冲压的制件，旋压一次即可制造出来，而且金属旋压机床比能力相同的冲压机床的价格便宜一半。
[0027]金属旋压有自检作用。在旋压过程中，毛坯中夹渣、裂纹等缺陷会暴露出来。
[0028]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述铝合金旋压加工工艺还包括在上述步骤
S4的第四道次旋压后得到的筒形件沿母线方向切开展平。
[0029]利用上述方法可以在φ2m筒形件的旋压机得到6m宽的板材，但是采用传统的轧制方法要生产3m宽的板材就需要相当大型的轧机。
[0030]在本专利技术的一些优选地实施方式中，步骤S1中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
[0031]在本专利技术的一些优选地实施方式中，步骤S2中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
[0032]在本专利技术的一些优选地实施方式中，步骤S3中，所述进给比为0.6～0.8mm/r。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述旋压机的主轴转速为60r/min～l00r/min，进给量为20mm/min～60mm/min。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，所述第一道次旋压中，所述旋压机的旋压轮的压下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金旋压加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铝合金坯料装卡到旋压机上进行第一道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为400～460℃，终旋温度为400～450℃，所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，S2：第二道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，S3：第三道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为390～440℃，终旋温度为380～440℃，所述旋压机的进给比为0.5～1mm/r，S4：第四道次旋压，所述铝合金坯料的开旋温度为380～430℃，终旋温度为370～420℃，所述旋压机的进给比为0.3～0.6mm/r，所述第一道次旋压，所述第二道次旋压，所述第三道次旋压和所述第四道次旋压均通过旋压轮进行。2.根据权利要求1所述的铝合金旋压加工工艺，其特征在于，所述第一道次旋压前还包括将所述铝合金坯料的预热；优选地，所述铝合金坯料的预热包括第一级预热和第二级预热；优选地，所述第一级预热的温度为：400～450℃，第一级预热的时间为6～12h；优选地，所述第二级预热的温度为：450～500℃，第二级预热的时间为3～8h...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承波，郑学军，刘胜胆，刘洋，朱戴博，肖博，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：