一种航天用2A14-T4大直径薄壁铝合金管材加工方法技术

本发明专利技术属于高精铝合金管材加工技术领域，具体涉及一种航天用2A14

【技术实现步骤摘要】
一种航天用2A14
‑
T4大直径薄壁铝合金管材加工方法


[0001]本专利技术属于高精铝合金管材加工
，具体涉及一种航天用2A14
‑
T4大直径薄壁铝合金管材加工方法。

技术介绍

[0002]铝合金是航空器以及航天器轻量化的首选材料，在航空、航天工业中应用非常广泛。航空航天用铝合金管材的主要特点是，表面质量要求较高，尺寸精度要求较为严格，组织和力学性能必须严格保证。
[0003]2A14铝合金是以Cu和Mg为主要合金元素的可热处理强化铝合金。广泛用于航天工业中火箭燃料管等关键部件。目前多家铝合金加工厂加工出的大直径薄壁铝合金管材成品率低，表面质量不佳，难以达到国家军用标准要求。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：提供了一种航天用大直径薄壁高精铝合金管材的加工方法，以提升大直径薄壁2A14铝合金管材成品率以及管材内外表面质量。
[0005]技术方案：
[0006]一种航天用2A14
‑
T4大直径薄壁铝合金管材加工方法，包括：
[0007]制备铸锭；
[0008]对铸锭进行一次挤压，具体为：挤压筒温度规定为410
‑
430℃、模具在台车炉中的加热温度为430
‑
450℃、坯锭的加热温度为410
‑
430℃，挤压速度0.45
‑
0.75mm/s，制成第一挤压管坯；
[0009]对进行完全退火以及对退火后的第一挤压管坯进行车外皮和镗内孔得到二次挤压坯锭，其中，退火温度390
‑
410℃，保温时间1
‑
3h；
[0010]对二次挤压坯锭进行二次热挤压，具体为：二次挤压坯锭，挤压速度0.25
‑
0.75mm/s，制成二次挤压管坯；
[0011]对二次挤压管坯进行酸洗、修伤处理得到冷拔管坯；
[0012]对冷拔管坯进行多道次冷拔变形循环得到管材；
[0013]对管材进行固溶和精整得到成品管材。
[0014]进一步地，对冷拔管坯进行多次冷拔变形循环得到管材，具体包括：
[0015]在冷拔设备上安装拉拔外模、在芯杆安装拉拔芯头；操作夹头前进，开始冷拔，冷拔采用固定短芯头拉拔方式，每道次冷拔变形量控制在10％
‑
20％；
[0016]冷拔后使用碳氢溶液清洗管材内外表面润滑油；
[0017]除油清洗后进行辊式矫直；
[0018]辊式矫直后进行退火处理，中间退火温度：340～395℃、保温时间：40
‑
130min、冷却方式：空冷；
[0019]退火结束后，进行酸洗或砂纸磨削管材表面，去除管材内外表面因退火产生的氧
化皮。
[0020]进一步地，除油清洗后进行辊式矫直，具体包括：使用10辊双曲线辊辊式矫直机，矫直后管材直线度达到2mm/m。
[0021]进一步地，对管材进行固溶处理，具体包括：将管材吊装在热处理料架上，加热至480～490℃，保温30min～70min，迅速进入水槽，要求淬火转移时间≤10s。
[0022]进一步地，对管材进行精整，具体包括：空拔、张力矫直、直线度测量、弯曲矫直、矫圆和修伤，其中空拔无需拉拔芯头。
[0023]进一步地，制备坯锭，具体包括：
[0024]采用热顶铸造方法：使用铝和2A14一级废料，Mn和Ti以中间合金形式加入，炉后Ti元素使用Al
‑
Ti
‑
B丝加入；使用熔炼炉与静置炉分别使用氮气氯气混合气体精炼10
‑
15min，精炼过程要平稳无死角，最终铸造成铸锭；
[0025]铸造完成后将铸锭进行均匀化退火；
[0026]均匀化退火结束后，对铸锭进行扒皮钻孔，机加车外皮控制单边机架梁为2
‑
5mm，探伤级别达到A级，组织均匀，最终制成挤压坯锭。
[0027]进一步地，铸造完成后将铸锭进行均匀化退火，具体包括：采用二级保温：一级温度450℃，保温4～7h；二级温度480～500℃保温时间27～35h。
[0028]进一步地，在将铸锭进行均匀化退火后，还包括：对铸锭进行100％A级探伤。
[0029]有益效果：
[0030]该型航天用2A14
‑
T4高精铝合金管材的加工方法，通过对合金成分精准控制；挤压坯锭规格的确定；每道次变形量的控制；表面处理工艺与管材精整处理；热处理工艺对显微组织的调控。制备出的管材精度可达到
±
10％tmm，综合性能良好，表面质量优异等优点。
[0031]通过对坯锭熔铸成分配比，2道次挤压，多道次冷拔。中间规格管材表面处理以及热处理，制备出的航天用2A14
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T4大直径薄壁铝合金管材具备尺寸精度高，表面质量好，工艺性能和力学性能匹配好。可稳定批量生产，并可满足后续管材制备的良品率达到92％以上。
附图说明
[0032]图1是本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0033]本专利技术涉及航天用铝合金管材挤压与冷拉加工方法。目前多家铝合金加工厂加工出的大直径薄壁铝合金管材成品率低，表面质量不佳。
[0034]本专利技术提供了一种航天用2A14冷拉管材的制造方法，以解决大多数2A14铝合金管材表面质量差、尺寸精度低，力学性能差，以及在冷拉过程中容易出现裂纹，成品率低等问题。
[0035]本专利技术提供一种技术方案：一种航天用2A14
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T4大直径薄壁铝合金管材加工方，法，包括以下几个流程：
[0036](1)铸锭制备
[0037](2)铸锭机加、探伤
[0038](3)一次挤压开坯
[0039](4)一次挤压管坯机加
[0040](5)二次挤压
[0041](6)挤压管坯热处理、修伤、矫直
[0042](7)冷拔变形循环
[0043](8)成品固溶
[0044](9)成品精整
[0045](10)检验成品管材质量
[0046]所述铸锭制备中铸锭的成分为：
[0047][0048](1)铸造时采用热顶铸造方法，进可使用纯Al和2A14一级废料，不可使用复化料，Mn和Ti以中间合金形式加入，炉后Ti元素使用Al
‑
Ti
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B丝加入。使用熔炼炉与静置炉分贝使用氮气氯气混合气体精炼10
‑
15min，精炼过程要平稳无死角。最终铸造成铸锭。
[0049](2)铸造完成后将铸锭进行均匀化退火，采用二级保温。一级温度450℃，保温4～7h；二级温度480～500℃保温时间27～35h。对铸锭进行100％A级探伤。
[0050]均匀化退火结束后，对铸锭进行车皮镗孔，机加车外皮控制单边机架梁为2
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5mm，探伤级别达到A级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天用2A14
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T4大直径薄壁铝合金管材加工方法，其特征在于，包括：制备铸锭；对铸锭进行一次挤压，具体为：挤压筒温度规定为410
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430℃、模具在台车炉中的加热温度为430
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450℃、坯锭的加热温度为410
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430℃，挤压速度0.45
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0.75mm/s，制成第一挤压管坯；对进行完全退火以及对退火后的第一挤压管坯进行车外皮和镗内孔得到二次挤压坯锭，其中，退火温度390
‑
410℃，保温时间1
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3h；对二次挤压坯锭进行二次热挤压，具体为：二次挤压坯锭，挤压速度0.25
‑
0.75mm/s，制成二次挤压管坯；对二次挤压管坯进行酸洗、修伤处理得到冷拔管坯；对冷拔管坯进行多道次冷拔变形循环得到管材；对管材进行固溶和精整得到成品管材。2.根据权利要求1所述的航天用2A14
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T4大直径薄壁铝合金管材加工方法，其特征在于，对冷拔管坯进行多次冷拔变形循环得到管材，具体包括：在冷拔设备上安装拉拔外模、在芯杆安装拉拔芯头；操作夹头前进，开始冷拔，冷拔采用固定短芯头拉拔方式，每道次冷拔变形量控制在10％
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20％；冷拔后使用碳氢溶液清洗管材内外表面润滑油；除油清洗后进行辊式矫直；辊式矫直后进行退火处理，中间退火温度：340～395℃、保温时间：40
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130min、冷却方式：空冷；退火结束后，进行酸洗或砂纸磨削管材表面，去除管材内外表面因退火产生的氧化皮。3.根据权利要求1所述的航天用2A14
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T4大直径薄壁铝合金管材加工方法，其特征在于，除油清洗后进行辊式矫直，具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿，王崇强，魏晓磊，周健，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：