一种铝合金盘类件的成形方法技术

本发明专利技术提供了一种铝合金盘类件的成形方法，属于铝合金材料技术领域。本发明专利技术在固溶处理后进行轴向辗压成形(热变形)，进行预时效处理后，再次在室温进行轴向辗压成形(冷变形)，最后进行时效处理，本发明专利技术将变形和热处理相结合，将固溶强化、形变强化与析出强化有效结合起来，打破仅靠析出强化有限度提高铝合金强度的桎梏，同时冷热变形相互结合，并合理分配热变形和冷变形的变形量，可有效避免冷变形后屈强比过高，冷作加工硬化效果明显的缺点，可以在提高铝合金强度的同时保证塑性，从而提高铝合金盘类件的强韧性和综合力学性能，改善其服役性能。役性能。役性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金盘类件的成形方法


[0001]本专利技术涉及铝合金材料
，尤其涉及一种铝合金盘类件的成形方法。

技术介绍

[0002]6061铝合金为Al
‑
Mg
‑
Si系可热处理强化型中等强度铝合金，同时也是变形铝合金中最主要的压力加工合金，其焊接性能优异、耐腐蚀性较好、强度适中且成形性好，广泛应用于发动机缸体缸盖、输送管道、各类锻件和模锻件等各个领域，同时是汽车轮毂的主要材料。随着时代的发展，对重要承载零件的铝合金盘类零件的强韧性提出更高的要求。
[0003]目前，一般采用镦粗制饼和模锻成形工艺制备铝合金盘类锻件，但是这种工艺变形不均匀，且变形死区大，镦饼过程中原棒料中的组织不易变形从而影响模锻件的力学性能，工艺复杂繁琐；且采取对6xxx系铝合金变形后直接固溶淬火的热处理工艺，其强化机制主要是在固溶和淬火过程中形成过饱和溶质原子，在时效过程中析出第二相强化，这种在大变形后进行固溶处理的方式易使得晶粒长大，影响细晶强化效果，导致6xxx系铝合金塑韧性变差，强度降低。而且，该方法受到合金元素在铝基体中极限固溶度的限制，仅能有限度提高铝合金的强度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种铝合金盘类件的成形方法，在提高铝合金强度的同时保证塑韧性，且综合性能好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种铝合金盘类件的成形方法，包括以下步骤：
[0007]将铝合金对应的坯料进行固溶处理，得到第一强化坯料；
[0008]将所述第一强化坯料在加热条件下进行第一轴向闭式辗压成形，得到第二强化坯料；
[0009]将所述第二强化坯料进行预时效处理，得到第三强化坯料；
[0010]将所述第三强化坯料在室温进行第二轴向闭式辗压成形，得到第四强化坯料；
[0011]将所述第四强化坯料进行时效处理，得到铝合金盘类件。
[0012]优选的，所述铝合金为6xxx系铝合金。
[0013]优选的，所述固溶处理的温度为510～530℃，保温时间为3h。
[0014]优选的，所述加热条件的温度为510～530℃。
[0015]优选的，所述第一轴向闭式辗压成形的变形量为20～80％。
[0016]优选的，所述第一轴向闭式辗压成形的条件包括：摆辗的下压速度为2～8mm/s，坯料的转速为30～60r/min，摆辗的倾斜角度为5～8
°
。
[0017]优选的，进行所述第一轴向闭式辗压成形时，坯料高径比≤1.5。
[0018]优选的，所述预时效处理的温度为175～185℃，保温时间为60min。
[0019]优选的，所述第二轴向闭式辗压成形的变形量为20～80％。
[0020]优选的，所述时效处理的温度为175～185℃，保温时间为5h。
[0021]本专利技术提供了一种铝合金盘类件的成形方法，本专利技术在固溶处理后进行轴向闭式辗压成形(热变形)，进行预时效处理后，再次在室温进行轴向闭式辗压成形(冷变形)，最后进行时效处理，通过热变形使得铝合金内部的储存能升高，使得合金的临界切应力逐渐减弱，不同的滑移系更加活跃，位错易发生攀移，加速材料的软化，从而提高合金的塑性，本专利技术将变形和热处理相结合，将固溶强化、形变强化与析出强化有效结合起来，打破仅靠析出强化有限度提高铝合金强度的桎梏，同时冷热变形相互结合，并进一步合理分配热变形和冷变形变形量，可有效避免冷变形后屈强比过高，冷作加工硬化效果明显的缺点，可以在提高铝合金强度的同时保证塑性，从而提高铝合金盘类件的强韧性和综合力学性能，改善其服役性能，降低生产成本。
[0022]本专利技术通过预时效处理可以析出部分强化相，冷变形时可形成高密度位错，并且提供更多的形核位置，从而提高铝合金盘类件的强度。
[0023]本专利技术将轴向闭式辗压技术与热处理相结合，采用“冷热复合”的变形工艺，在提高铝合金强度的同时保证塑韧性，且综合性能好，可实现工业级大尺寸6xxx系铝合金盘类件的制备；本专利技术采用压轴向闭式辗压工艺，变形均匀，避免工艺复杂繁琐。
附图说明
[0024]图1为本专利技术铝合金盘类件的成形方法流程图；
[0025]图2为本专利技术轴向闭式辗压加工示意图，其中，1
‑
坯料；2
‑
上模；3
‑
下模；
[0026]图3为原始圆柱体铝合金坯料的心部组织图；
[0027]图4为原始圆柱体铝合金坯料的边缘部分组织图；
[0028]图5为实施例1变形后铝合金试样的金相组织图；
[0029]图6为实施例1、对比例1的不同6061铝合金试样的室温拉伸曲线图。
具体实施方式
[0030]如图1所示，本专利技术提供了一种铝合金盘类件的成形方法，包括以下步骤：
[0031]将铝合金对应的坯料进行固溶处理，得到第一强化坯料；
[0032]将所述第一强化坯料在加热条件下进行第一轴向闭式辗压成形，得到第二强化坯料；
[0033]将所述第二强化坯料进行预时效处理，得到第三强化坯料；
[0034]将所述第三强化坯料在室温进行第二轴向闭式辗压成形，得到第四强化坯料；
[0035]将所述第四强化坯料进行时效处理，得到铝合金盘类件。
[0036]在本专利技术中，若无特殊说明，所需材料或设备均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0037]本专利技术将铝合金对应的坯料进行固溶处理，得到第一强化坯料。
[0038]在本专利技术中，所述铝合金优选为6xxx系铝合金，本专利技术对所述6xxx系铝合金的具体种类和规格没有特殊的限定，本领域熟知的该系铝合金均可；在本专利技术的实施例中，具体为6061铝合金。
[0039]本专利技术对所述铝合金对应的坯料没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即
可；本专利技术对所述坯料的尺寸没有特殊的限定，根据实际需求调整即可；在本专利技术的实施例中，具体为圆柱形试样，直径为40～200mm，高度为30～300mm。
[0040]在本专利技术中，所述固溶处理的温度优选为510～530℃，更优选为520℃；保温时间优选为3h；本专利技术优选在加热炉进行所述固溶处理，本专利技术对所述加热炉没有特殊的限定，本领域熟知的相应设备均可。本专利技术通过固溶处理实现固溶强化，使更多溶质元素溶入铝基体中。
[0041]得到第一强化坯料后，本专利技术将所述第一强化坯料在加热条件下进行第一轴向闭式辗压成形，得到第二强化坯料。
[0042]在本专利技术中，进行所述第一轴向闭式辗压成形前，本专利技术优选进行变形工具工装及调试：将摆辗的中心点与坯料上表面的中心点对正，将摆辗倾斜，使得摆辗表面与坯料上表面贴合，使坯料绕上表面中心点所在的轴线进行转动，同时摆辗对坯料施加沿轴向向下的压力进行摆辗。
[0043]本专利技术轴向闭式辗压加工示意图见图2，图2中，1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金盘类件的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：将铝合金对应的坯料进行固溶处理，得到第一强化坯料；将所述第一强化坯料在加热条件下进行第一轴向闭式辗压成形，得到第二强化坯料；将所述第二强化坯料进行预时效处理，得到第三强化坯料；将所述第三强化坯料在室温进行第二轴向闭式辗压成形，得到第四强化坯料；将所述第四强化坯料进行时效处理，得到铝合金盘类件。2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述铝合金为6xxx系铝合金。3.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为510～530℃，保温时间为3h。4.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述加热条件的温度为510～530℃。5.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳慧，刘东，王建国，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：