【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桨壳生产，更具体的说是涉及一种铝合金桨壳锻件的模具及桨壳锻件的锻造方法。
技术介绍
1、2618a铝合金桨壳即是螺旋桨桨叶组件、变距机构、桨帽等的安装载体，又是连接发动机的安装结构件，在螺旋桨系统中起到很关键的承载和耐疲劳作用。通过计算，2618a铝合金桨壳模锻件的强度和使用寿命能满足要求，但是2618a铝合金桨壳锻件一直存在力学性能合格率低(85％)、桨壳粗晶合格率较低(20％)的问题。通过材料级的试验证明，粗晶会导致疲劳下极限降低22％，所以粗晶已经影响了产品的疲劳寿命。
2、经过对现有的2618a铝合金桨壳锻件的生产工艺进行分析，产生粗晶的原因有以下几点：
3、(1)粗晶区域主要集中在模具内腔中的耳片及耳片附近的桨袖端面区域，而桨壳锻件分模面位于耳片厚度方向的中间位置。耳片3与桨壳外形为90°角连接，导致耳片3与桨壳外形存在约90°角的凹凸拐点(参见图1)，而且耳片3厚度相对较薄，仅为30mm。成型耳片时需受最大的力方能充满模膛，耳片处存在变形过于激烈的区域是导致耳片区域易产生粗晶的一个主要原因；
4、(2)由于桨壳锻件的成型属于固态塑性流动过程，锻压时在耳片处产生的粗晶会惯性流动到与之相连的桨袖外圆和桨袖端面上，导致桨袖外圆和端面处也会出现粗晶现象，而在模具的桨袖成型区103的外径一般为φ588mm(参见图2)，其余量小，无法将桨袖外缘处的粗晶区域去除；
5、(3)2618a铝合金桨壳锻件净重约165kg，最大允许变形程度小于70％，需要原材料规格φ350mm
6、(4)模具预热温度低于材料终锻温度(350℃)，使得与模具接触的金属表面降温速度快。金属表面会发生较激烈的剪切变形，使得击碎的晶粒存在较大的能量，在后续固溶处理再结晶后形成了粗大晶粒。
7、因此，如何提供一种可降低2618a铝合金桨壳锻件粗晶缺陷，以提高2618a铝合金桨壳锻件产品的合格率的铝合金桨壳锻件的模具及桨壳锻件的锻造方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种可降低2618a铝合金桨壳锻件粗晶缺陷，以提高2618a铝合金桨壳锻件产品的合格率的铝合金桨壳锻件的模具及桨壳锻件的锻造方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种铝合金桨壳锻件的模具，包括：相互扣合的上模和下模，所述上模的模腔和所述下模的模腔内位于耳片的成型区的位置，其对应的模腔的内壁面与分模面之间的夹角α均为35-45°。
4、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种铝合金桨壳锻件的模具，其中，模腔的内壁面与分模面之间的夹角α均为35-45°，可避免锻件耳片处的凹凸拐点，改善了耳片处受力条件，从而有效避免了锻件成型过程存在变形过于激烈区域而导致粗晶现象的出现，可降低2618a铝合金桨壳锻件粗晶缺陷，提高2618a铝合金桨壳锻件产品的合格率。
5、进一步的，所述上模和所述下模的桨袖成型区的外直径φ为598mm。
6、采用上述技术方案产生的有益效果是，通过增大桨袖成型区的外径，可增大桨壳锻件桨袖的加工余量，即当桨壳上的桨袖的外径上具有粗晶缺陷时，可将锻件上的粗晶切除掉，进而提高铝合金桨壳锻件产品的合格率。
7、进一步的，所述上模上位于所述分模面的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面以外区域的第一毛边槽；所述下模上位于所述分模面的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面以外区域的第二毛边槽。
8、采用上述技术方案产生的有益效果是，锻件在成型过程中耳片处多余的金属能够顺畅的塑性流动到分模面以外的毛边槽内，不会因变形过于激烈导致耳片产生粗晶、涡流、穿流、折叠等锻压缺陷，可进一步提高铝合金桨壳锻件产品的合格率。
9、本专利技术提供的一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，包括如下步骤：
10、步骤s1自由锻制坯：选用φ350mm×720mm铸锭，并通过自由锻将铸锭锻压至φ700mm×290mm，以满足锻压比＞2的要求，得到坯料；
11、步骤s2模具预热：将所述的模具进行预热，其预热温度为380-400℃；
12、步骤s3坯料加热：先将箱式电炉温度加热到450℃，然后再将步骤s1中得到的坯料放置在箱式电炉中保温5h；
13、步骤s4模压：将步骤s3加热后的坯料放置在预热后的模具内，然后采用5000t水压机模压2火次，其锻造温度范围控制在450-350℃，其下压速度为50-100mm/s，得到桨壳预制锻件。
14、步骤s5热处理：将桨壳预制锻件放置在加热炉中，进行固溶、时效处理，得到桨壳锻件成品。
15、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其中因模具预热温度低，与模具接触的金属表面降温速度快，金属表面会发生较激烈的剪切变形，使得击碎的晶粒存在较大的能量，在后续固溶处理再结晶后形成了粗大晶粒。而模具温度越高，模具强度下降、模具寿命降低。考虑2618a材料终锻温度最低为350℃，因而模具预热温度大于终锻温度即可，因此工艺选择在380～400℃，因此可避免模具预热温度低，导致锻件表面温度降低较快，金属表面发生剪切变形易产生粗晶问题。为避免晶粒长大，应减少毛坯在炉内的停留时间，所以采用到温(450℃)装炉的方式。保温时间5h即可将坯料加热均匀；另外进行模压采用5000t水压机模压2火次，且下压速度为50-100mm/s，可保证每火次小于材料的最大允许变形程度70％的要求，并且且锻造温度范围控制在450-350℃，可提高始锻温度和终锻温度(380℃)，可以减小抗力，避免产生粗晶。因此，通过上述锻造方法，可降低2618a铝合金桨壳锻件粗晶缺陷，提高2618a铝合金桨壳锻件产品的合格率。
16、进一步的，在所述步骤s3坯料加热中，其坯料的装炉量小于15件/炉，坯料之间的间距大于200mm。
17、采用上述技术方案产生的有益效果是，保证坯料之间具有较大的间距，易于使炉中的热风循环，便于每个坯料能够加热均匀，保证坯料的加热效果。
18、进一步的，在所述步骤s4模压过程中，采用喷枪对坯料表面喷涂润滑液。
19、采用上述技术方案产生的有益效果是，可减小锻件成型时与模具的摩擦力，防止局部过热导致晶粒长大。
20、进一步的，在所述步骤s5热处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，包括：相互扣合的上模(1)和下模(2)，所述上模(1)的模腔和所述下模(2)的模腔内位于耳片(3)的成型区的位置，其对应的模腔的内壁面(101)与分模面(102)之间的夹角α均为35-45°。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，所述上模(1)和所述下模(2)的桨袖成型区(103)的外直径φ为598mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，所述上模(1)上位于所述分模面(102)的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面(102)以外区域的第一毛边槽(4)；所述下模(2)上位于所述分模面(102)的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面(102)以外区域的第二毛边槽(5)。
4.一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其特征在于，在所述步骤S3坯料加热中，其坯料的装炉量小于15件/炉，坯料之间的间距大于200mm。
6.根据权利要求4所述的一
7.根据权利要求4所述的一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其特征在于，在所述步骤S5热处理中，其固溶的参数为加热炉的温度达到532±5℃时，将桨壳预制锻件装炉，其装炉量＜15件/炉，为保证桨壳预制锻件受热均匀，其桨壳预制锻件的间距＞200mm，保温时间控制在200～480min范围内，淬火的转移时间小于15S，淬火水温控制在60～70℃。
8.根据权利要求4所述的一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其特征在于，在所述步骤S5热处理中，其时效的参数为时效温度控制在185～200℃范围内，时效时间12～19h，锻件间距应＞100mm。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，包括：相互扣合的上模(1)和下模(2)，所述上模(1)的模腔和所述下模(2)的模腔内位于耳片(3)的成型区的位置，其对应的模腔的内壁面(101)与分模面(102)之间的夹角α均为35-45°。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，所述上模(1)和所述下模(2)的桨袖成型区(103)的外直径φ为598mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金桨壳锻件的模具，其特征在于，所述上模(1)上位于所述分模面(102)的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面(102)以外区域的第一毛边槽(4)；所述下模(2)上位于所述分模面(102)的外侧区域开设有供多余的金属塑性流动到所述分模面(102)以外区域的第二毛边槽(5)。
4.一种铝合金桨壳锻件的锻造方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳梅，王忠建，温学洪，
申请(专利权)人：惠阳航空螺旋桨有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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