变形铝合金的锻造方法技术

本发明专利技术涉及变形铝合金的锻造方法，首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为500~570℃，加工组织中亚晶百分数≤70%；然后终锻，终锻温度范围为370~500℃，热处理后合金的亚晶百分数≥65%。高温预锻造使合金加工组织亚晶百分数尽可能低，终锻使合金最终热处理后的组织亚晶百分数尽可能高。通过工艺，不仅使处于最终状态合金的亚晶百分数较高，而且亚晶尺寸较小，达到提高合金的性能的目的；本发明专利技术工艺适用于变形铝合金，特别适用于Al-Mg-Si-(Cu)6xxx系铝合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变形铝合金的锻造工艺，属于铝合金热加工

技术介绍
锻造是在锻压设备及模具的作用下，使坯料或铸锭产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。对于形状复杂的零件，现有锻造工艺需要对坯料进行多火次锻造，即多次加热锻造。开锻温度通常是在满足终锻温度的前提下，根据经验制定，不同火次间的开锻温度变化一般较小。最后对所制得的零件进行外观、组织检查以及力 学性能检测，要求满足各项性能指标。铝合金在热加工过程中，由铸造组织转变为加工组织，伴随着动态回复和动态再结晶现象。动态回复包括位错形成、移动及湮灭，在所有金属热加工过程均会发生。作为高层错能金属，铝合金中的位错易于移动，因此传统的形核及晶粒长大这种非连续动态再结晶现象很难发生，一般铝合金热加工过程中的动态再结晶机制为连续动态再结晶，包括铸造原始晶粒内小角晶界的形成、继而由小角晶界转变成大角晶界形成新的动态再结晶晶粒。在传统的机械式压力机、水压机或油压机的生产条件下，变形温度对铝合金变形组织有着至关重要的影响。一般来说，当变形温度较低时，原始铸造晶粒被拉长，内部有较多的取向差小于15°的亚晶，呈近似等轴状；当变形温度较高时，组织与较低变形温度组织类似，区别为亚晶之间的取向差变大，有些甚至超过15°，形成新的晶粒，除此之外，亚晶尺寸也会相对变大。合金的微观组织可以用两个参数来定量表述，分别为亚晶(晶粒)尺寸及亚晶百分数。取向差以15°和2°为临界值，大于15°为大角度晶界、介于15°和2°之间的为小角度亚晶界、2°以下的认为不存在亚晶界。亚晶(晶粒)尺寸是以2°以上的晶界(包含小角度亚晶界及大角度晶界)进行统计的。亚晶百分数的定义则是2° ^15°之间亚晶界占整个晶界的百分数。铝合金的加工组织特征通过这上述两个参数可以表述为，变形温度的越高，亚晶百分数越小、亚晶(晶粒)尺寸越大。变形铝合金在热加工之后通常需要进行热处理。在热处理过程中，合金组织会发生变化，变化特点与变形温度有关。总体说来，热处理后亚晶(晶粒)尺寸均会发生长大，但变形温度越高，长大趋势越小，组织越稳定。某些变形温度过低的合金，会因为变形储能太多而发生静态再结晶形成粗晶，导致力学性能急剧下降。据研究发现，亚晶(晶粒)尺寸越小、亚晶百分数越高，合金的疲劳、强度、抗腐蚀性能越好。通过前面阐述，对于最终热处理后的合金来说，由于变形温度太低在热处理过程中发生的静态再结晶，以及变形温度太高在热加工过程中发生的动态再结晶，均会导致晶粒尺寸较大、亚晶分数较低。所以现有的传统的变形铝合金热加工工艺均选择合理的变形温度，以避免热处理过程发生静态再结晶的粗晶和加工过程中的动态再结晶
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种，突破传统的锻造工艺，在一定程度上减小亚晶(晶粒)尺寸、提高亚晶百分数，从而提高合金性倉泛。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 ，锻造工艺分两步进行，分别为高温预锻造和终锻 (1)首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为50(T570°C，加工组织中亚晶百分数彡70% ； (2)然后终锻，终锻温度范围为37(T500°C，热处 理后合金的亚晶百分数彡65%。进一步地，上述的，变形铝合金经高温预锻造和终锻后，合金的亚晶晶粒尺寸均彡20Mm。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在 本专利技术两步锻造的新工艺，第一步为高温预锻造，目的使合金加工组织亚晶百分数尽可能低，第二步为在第一步基础上的终锻，目的是使合金最终热处理后的组织亚晶百分数尽可能高。通过该工艺，不仅可使处于最终状态合金的亚晶百分数较高，而且亚晶尺寸较小，从而达到提高合金的性能的目的。本专利技术工艺适用于变形铝合金，特别适用于Al-Mg-Si-(Cu) 6xxx 系招合金。具体实施例方式，锻造工艺分两步进行，分别为高温预锻造和终锻 (I)首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为50(T57(TC，加工组织中亚晶百分数< 70% ;高温预锻造的目的是降低合金加工组织的亚晶百分数，其值越低，高温预锻造效果越好。该步锻造温度至关重要，温度越高，亚晶百分数越低，但同时需保证在锻造过程中的变形热所导致的温升，使合金不能过烧； (2 )然后终锻，终锻温度范围为37CT500 V，热处理后合金的亚晶百分数彡65% ；终锻的目的是增加合金的亚晶百分数，终锻完成热处理后的亚晶百分数越高，终锻效果越好；本步温度过低，在随后的热处理发生静态再结晶，从而出现粗晶；温度过高，和第一步高温预锻造一样，亚晶百分数较低，合金性能较差。变形铝合金经高温预锻造和终锻后，合金的亚晶晶粒尺寸均< 20Mffl。下面结合具体实施例对本专利技术实施方式做进一步描述 通过半连铸的方法将如表I所示的合金成分铸造成直径为Φ 120mm的圆棒，在550°C均匀化处理6小时后，车皮切断成Φ IOOmmX 250mm的圆柱形锭坯。在油压机上沿轴向以Imm/s的速度进行压缩。实验方案如表2所示。然后进行T6处理，工艺为在535°C下固溶2小时，在180°C下时效6小时。对第一级锻造和T6处理后的合金进行组织定量分析，对T6态合金进行性能测试，不同合金成分和锻造工艺的组织特征和性能分别如表3和表4所示。表I合金成分权利要求1.，其特征在于锻造工艺分两步进行，分别为高温预锻造和终锻 (1)首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为50(T570°C，加工组织中亚晶百分数彡70% ； (2)然后终锻，终锻温度范围为37(T500°C，热处理后合金的亚晶百分数彡65%。2.根据权利要求I所述的，其特征在于变形铝合金经高温预锻造和终锻后，合金的亚晶晶粒尺寸均< 20^m。全文摘要本专利技术涉及，首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为500~570℃，加工组织中亚晶百分数≤70%；然后终锻，终锻温度范围为370~500℃，热处理后合金的亚晶百分数≥65%。高温预锻造使合金加工组织亚晶百分数尽可能低，终锻使合金最终热处理后的组织亚晶百分数尽可能高。通过工艺，不仅使处于最终状态合金的亚晶百分数较高，而且亚晶尺寸较小，达到提高合金的性能的目的；本专利技术工艺适用于变形铝合金，特别适用于Al-Mg-Si-(Cu)6xxx系铝合金。文档编号B21J5/00GK102950236SQ20111023733公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日专利技术者徐义, 长海博文, 韩逸, 郭世杰, 李炼, 马科 申请人:苏州有色金属研究院有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
变形铝合金的锻造方法，其特征在于：锻造工艺分两步进行，分别为高温预锻造和终锻：（1）首先高温预锻造，在机械式压力机、水压机或油压机上进行高温预锻造，高温预锻造温度范围为500~570℃，加工组织中亚晶百分数≤70%；（2）然后终锻，终锻温度范围为370~500℃，热处理后合金的亚晶百分数≥65%?。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐义，长海博文，韩逸，郭世杰，李炼，马科，
申请(专利权)人：苏州有色金属研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：