本发明专利技术涉及铝合金锻造领域，尤其涉及一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法及装置。该方法包括：将坯料进行加热保温；根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量；先依次对上下端面棱角按照铆镦量铆镦，再以10～15mm/s的慢速压下至目标高度H，得到预制坯料；将预制坯料加热后放至闭式模具；闭式模具包括上模和下模，上模的分模面中心设置有用于冲盲孔的凸台；下模的型腔从上向下分为三部分；控制上模下压预制坯料，使预制坯料的金属进入大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、定位的圆柱型腔，同时使凸台在预制坯料上端面冲出盲孔，将预制坯料的金属进一步的进入大截面型腔，直到整个型腔充满金属，完成锻件成型。成型。成型。
【技术实现步骤摘要】
一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法及装置
[0001]本专利技术涉及铝合金锻造领域，尤其涉及一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法及装置。
技术介绍
[0002]铝合金具有密度小，比强度、比刚度高等一系列优点，在航天、航空、汽车、船舶、交通运输、兵器、电讯等行业备受青睐，应用越来越广泛。其中航空飞机锻件除少数高温部件使用高温合金和钛合金外，其余绝大部分已铝化。随着轻量化、大型整体化趋势的发展，长筒变截面铝合金锻件用量不断增加，省去原来焊接来拼接锻件的工序。
[0003]目前，传统对长筒变截面铝合金锻件成形，采用自由锻N火(N为次数)：镦粗、拔长以及胎模局部镦粗的方法，如附图1
‑
1和图1
‑
2所示。这种方法对于两个截面尺寸比＜1.5(大截面/小截面)适用，但对于截面尺寸比≥1.6(大截面/小截面)以上的，就有很大缺陷，具体有：锻造制坯时操作困难，易折叠夹伤，详见图2
‑
1和2
‑
2所示，因此投料所需余量较大；在保证终锻温度前提下，所用锻造火次相应较多，导致材料利用率低、生产效率也低，并且成型、理化强度也不理想。
[0004]因此，对于长筒变截面铝合金锻件成形，迫切需要新的技术方案来锻造此类锻件。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：利用闭式镦挤的方法，解决锻件长筒变截面铝合金锻件难成形及强度低的问题，提高材料利用率及生产效率。
[0006]技术方案：
[0007]一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法，包括：
[0008]将坯料进行加热保温；
[0009]根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量；
[0010]先依次对上下端面棱角按照铆镦量铆镦，再以10～15mm/s的慢速压下至目标高度H，得到预制坯料，所用火次为1～2火；
[0011]将预制坯料加热后放至闭式模具；闭式模具包括上模和下模，上模的分模面中心设置有用于冲盲孔的凸台；下模的型腔从上向下分为三部分，大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、用于定位的圆柱型腔；
[0012]控制上模下压预制坯料，使预制坯料的金属进入大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、定位的圆柱型腔，同时使凸台在预制坯料上端面冲出盲孔，将预制坯料的金属进一步的进入大截面型腔，直到整个型腔充满金属，完成锻件成型。
[0013]根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量，包括：
[0014]①
当高径比或高宽比≥5时，铆镦量60～70mm；
[0015]②
当2.5≥高径比或高宽比≤4时，铆镦量40～50mm；
[0016]③
当1.6≥高径比或高宽比＜2.5时，铆镦量30～40mm。
[0017]坯料的加热温度设定范围为420℃～480℃；坯料的保温时间系数范围为1.0mm/s～2.0mm/s。
[0018]拔模斜度的选取范围为1
°
～1.5
°
。
[0019]所述方法还包括：
[0020]根据预制坯料和锻件的高度差
△
H确定上模的压下速度。
[0021]模锻完温度350～390℃。
[0022]一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的装置，包括：
[0023]加热保温模块，用于将坯料进行加热保温；
[0024]确定模块，用于根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量；
[0025]铆镦模块，用于先依次对上下端面棱角按照铆镦量铆镦，再以10～15mm/s的慢速压下至目标高度H，得到预制坯料，所用火次为1～2火；
[0026]模锻模块，用于将预制坯料加热后放至闭式模具；闭式模具包括上模和下模，上模的分模面中心设置有用于冲盲孔的凸台；下模的型腔从上向下分为三部分，大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、用于定位的圆柱型腔；控制上模下压预制坯料，使预制坯料的金属进入大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、定位的圆柱型腔，同时使凸台在预制坯料上端面冲出盲孔，将预制坯料的金属进一步的进入大截面型腔，直到整个型腔充满金属，完成锻件成型。
[0027]本专利技术的有益效果是：1.坯料处于三向压应力状态，提高了金属的塑性，细化组织减少各向异性，利于变形更均匀；2.省去了毛边材料的消耗和毛边的变形功；3.锻件纤维组织按外形轮廓连续分布，流线沿着锻件轮廓分布，提高长筒变截面铝合金锻件的力学性能和抗应力腐蚀性能。
附图说明
[0028]图1
‑
1为传统对长筒变截面铝合金锻件的镦粗变形工序的示意图；
[0029]图1
‑
2为传统对长筒变截面铝合金锻件成形示意图；
[0030]图2
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1为传统对长筒变截面铝合金锻件成形折叠夹伤图；
[0031]图2
‑
2为传统对长筒变截面铝合金锻件成形折叠夹伤图；
[0032]图3为航空用长筒变截面铝合金锻件的铆镦变形工序示意图。
[0033]图4为下模的示意图。
[0034]图5为航空用长筒变截面铝合金锻件闭式模锻示意图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法，所述方法又叫无毛边锻造。该方法包括下述步骤内容：
[0036]步骤一下料工序：
[0037]按工艺规格尺寸要求，进行切取坯料。
[0038]具体的，严格控制工艺规格，所述工艺规格为直径
×
长度或者长
×
宽
×
高，规格小时锻件轮廓充不满，不能满足用户尺寸要求；规格过大，不仅浪费原材料还会导致闭式镦挤模具因填充过满导致过早报废。
[0039]步骤二预备加热工序：
[0040]将坯料按设定的温度和保温时间进行加热。
[0041]具体的，加热设备采用精度不大于
±
10℃的电阻带炉，加热温度设定范围为420℃～480℃，所述温度范围根据铝合金不同合金系列2XXX
‑
7XXX具体设定，保温时间系数按1.0mm/s～2.0mm/s执行。
[0042]步骤三镦粗变形工序(如图3所示)：
[0043]在自由锻压机或快锻机上镦粗变形，进行预制坯。
[0044]根据高径比/高宽比范围，确定坯料上下端面棱角的铆镦范围30～70mm，再慢速10～15mm/s压下至目标高度H，所用火次为1～2火。
[0045]步骤四闭式镦挤工序：
[0046]将镦粗后的坯料，加热后放至闭式模具的下模(图4)中，用快锻机设定参数速度、吨位进行变形，获得锻件流线完整的纤维组织轮廓；后续机加、理化：加工锻件至目标尺寸，解剖件组织、性能进行检测。
[0047]加热温度所设同镦粗工序，模具(如图5所示)因小截面过长，垂直方向拔模斜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空用长筒变截面铝合金锻件闭式镦挤的方法，其特征在于，包括：将坯料进行加热保温；根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量；先依次对上下端面棱角按照铆镦量铆镦，再以10～15mm/s的慢速压下至目标高度H，得到预制坯料，所用火次为1～2火；将预制坯料加热后放至闭式模具；闭式模具包括上模和下模，上模的分模面中心设置有用于冲盲孔的凸台；下模的型腔从上向下分为三部分，大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、用于定位的圆柱型腔；控制上模下压预制坯料，使预制坯料的金属进入大截面型腔、具有拔模斜度的圆柱型腔、定位的圆柱型腔，同时使凸台在预制坯料上端面冲出盲孔，将预制坯料的金属进一步的进入大截面型腔，直到整个型腔充满金属，完成锻件成型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据坯料的高径比或高宽比，确定坯料上下端面棱角的铆镦量，包括：
①
当高径比或高宽比≥5时，铆镦量60～70mm；
②
当2.5≥高径比或高宽比≤4时，铆镦量40～50mm；
③
当1.6≥高径比或高宽比＜2.5时，铆镦量30～40mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，坯料的加热温度设定范围为420℃～480℃；坯料的保温时间系...
【专利技术属性】
技术研发人员：高超平，赵磊，田淼，杨澜，邓卫，
申请(专利权)人：陕西宏远航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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