一種高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高強度侶合金管材擠壓及冷加工工藝技術(shù)領域，尤其設及一種高強度 侶合金管材應力控制生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 高強度侶合金薄壁管材因其重量輕、強度、剛性大、結(jié)構(gòu)緊湊等特點在航空、航天、 電氣、通訊、電子、原子能、交通運輸?shù)裙I(yè)領域得到了廣泛的應用。
[0003] 目前高強度侶合金大規(guī)格薄壁熱擠壓管材通常的生產(chǎn)流程為管材擠壓澤火后經(jīng) 過張力矯直或漉式矯直后直接交貨。目r擠壓一澤火一張力矯直一交貨"或"擠壓一澤火一 漉式矯直一交貨"。而運些無縫管材擠壓后的尺寸或表面往往還不能達到直接使用的要求， 通常都需要后續(xù)二次機械加工W達到精密的表面和尺寸要求，運樣就發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的工藝路線 生產(chǎn)的產(chǎn)品往往在機械加工后出現(xiàn)管材變形、壁厚偏屯、、楠圓等問題，運是管材內(nèi)部應力大 的表現(xiàn)。因此，如何在生產(chǎn)過程中控制管材的應力成為了行業(yè)的重點攻關(guān)問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種高強度侶合金管材應力控 制生產(chǎn)工藝，降低管材的圓度公差及內(nèi)部應力，降低后續(xù)機械加工過程中管材的斷面楠圓 變形率、提升加工的合格率。
[0005] 本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種高強度侶合 金管材應力控制生產(chǎn)工藝包括W下步驟，a、選取擠壓模具；裝機前檢查擠壓模具的表面和 尺寸，模具圓度公差不超過0. 10mm ;b、對擠壓模具進行預熱；將擠壓模具和擠壓筒預熱至 400-450°C;c、對侶合金空屯、圓鑄錠巧料進行預熱；將鑄錠預熱至400-450°C，控制鑄錠頭尾 溫差《30°C ;d、將鑄錠巧料裝入擠壓模具，開始擠壓；擠壓速度《l.Omm/s，擠出管材的長 短軸之差小于2. 50mm ;e、擠出管材在矯直機上進行預漉矯；調(diào)整漉子角度在旋轉(zhuǎn)送進過程 中管材表面與矯直漉良好接觸，管材預漉矯后圓度公差小于0. 50mm ;f、離線澤火；管材采 用立式澤火設備進行澤火，裝爐時在管材上下適當位置捆綁侶線減少澤火后的縱向彎曲， 使用穿桿增大接觸面積、平衡管材壁厚兩側(cè)受力；g、拉伸矯直精整；在管材兩端裝入仿形 拉伸忍墊、采用圓弧形拉伸錯口對管材進行張力拉伸，拉伸率控制在1. 0-3. 0%，同一批管 材的拉伸率保持一致。
[0006] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明的高強度侶合金管材應力控制生產(chǎn)工藝其特 點是增加了漉式矯直機的預漉矯流程，提前修復熱擠壓時管材的楠圓變形，同時改變擠壓 時管材內(nèi)部的應力分布，為減小澤火后管材澤火殘余應力和彎曲變形創(chuàng)造了條件。
[0007] 通過采用適當?shù)念A拉伸，在合金中形成密布的位錯或位錯纏結(jié)，增大位錯不能切 割的沉淀相的體積分數(shù)，減少合金的共晶滑移及晶界應力集中；同時，預拉伸的冷變形可加 快沉淀，使沉淀相更細小、均勻、增多，抑制晶界平衡的形成，提高強度。
[000引澤火時穿桿的使用，進一步減輕了管材端頭受壓楠圓的問題。
[0009] 澤火后的張力矯直工序給予管材適當?shù)挠谰盟苄宰冃瘟?，使得管材在后續(xù)機械加 工時達到變形小、尺寸穩(wěn)定、圓度差小、加工性能高的效果。管材楠圓度和殘余應力均達到 了國內(nèi)外先進產(chǎn)品水平，使后續(xù)機械加工的薄壁管材零件圓度公差小于0. 15mm，同一截面 壁厚不均勻度小于0.01mm，成品率達到90 % W上。
[0010] 優(yōu)選地：擠壓模具的擠壓筒預熱到400-430°C，保溫時間不少于120min。
[0011] 優(yōu)選地：將鑄錠預熱至400-420°C，控制鑄錠頭尾溫差《20°C。
[0012] 優(yōu)選地：離線澤火后拉伸矯直精整步驟中管材的拉伸率控制在1. 6-1. 8%。
【具體實施方式】
[0013] 為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉W下實施例詳細說明如 下：
[0014] 本發(fā)明的高強度侶合金管材應力控制生產(chǎn)工藝包括W下步驟，
[0015] a、選取擠壓模具；裝機前檢查擠壓模具的表面和尺寸，模具圓度公差不超過 0. 10mm；
[0016] b、對擠壓模具進行預熱；將擠壓模具的擠壓筒預熱至400-450°C ;進一步地，擠壓 模具的擠壓筒預熱到400-430°C，保溫時間不少于120min。
[0017] C、對侶合金空屯、圓鑄錠巧料進行預熱；將鑄錠預熱至400-450°C，控制鑄錠頭尾 溫差《30°C;進一步地，將鑄錠預熱至400-420°C，控制鑄錠頭尾溫差《20°C。
[0018] t將鑄錠巧料裝入擠壓模具，開始擠壓；擠壓速度《1. Omm/s，擠出管材的長短軸 之差小于2. 50mm;
[0019] e、擠出管材在矯直機上進行預漉矯；調(diào)整漉子角度在旋轉(zhuǎn)送進過程中管材表面與 矯直漉良好接觸，管材預漉矯后圓度公差小于0. 50mm ;
[0020] f、離線澤火；管材采用立式澤火設備進行澤火，裝爐時在管材上下適當位置捆綁 侶線減少澤火后的縱向彎曲，使用穿桿增大接觸面積、平衡管材壁厚兩側(cè)受力；
[0021] g、拉伸矯直精整；在管材兩端裝入仿形拉伸忍墊、采用圓弧形拉伸錯口對管材進 行張力拉伸，拉伸率控制在1. 0-3. 0%，同一批管材的拉伸率保持一致。進一步地，離線澤火 后拉伸矯直精整步驟中管材的拉伸率控制在1. 6-1. 8%。
[0022] 在28MN雙動擠壓機生產(chǎn)線、(l)280mm漉式矯直機、3T立式澤火爐W及500T張力矯 直機上實施了本發(fā)明的整套圓度控制及消除應力技術(shù)，具體步驟如下： 陽02引選用28麗雙動擠壓機4 262mm擠壓筒，擠壓筒加熱溫度至430°C，安裝4 130mm穿 孔針，隨擠壓筒同步升溫。擠壓前，檢查擠壓模和針尖圓度公差小于0. 10mm，擠壓針尖無磕 碰傷，進行擠壓針與模具中屯、的匹配調(diào)整。擠壓模和針尖的加熱溫度410-430°C，保溫時間 不少于120min。
[0024] 各項檢驗合格的7XXX合金0 254X132 X 500mm鑄錠，在感應爐內(nèi)進行加熱，鑄錠 加熱溫度為400-450°C，鑄錠頭尾溫差控制《30°C。
[00巧]到溫后將鑄錠裝入擠壓模具開始擠壓。擠壓速度《1. Omm/s，擠出管材的長短軸之 差小于2. 5mm。
[00%] 擠壓完畢后，管材切去頭尾各200mm長度，在多漉雙曲面矯直機上進行預漉矯。矯 直時，應檢查矯直漉壓下量不大于管材外徑2mm、轉(zhuǎn)角不大于38°，再進行微調(diào)，令漉子角 度在旋轉(zhuǎn)送進過程中管材表面與矯直漉良好接觸且不產(chǎn)生矯直漉壓痕，保證管材預漉矯后 的圓度公差小于0. 50mm。
[0027] 管材在立式澤火裝爐使用專用穿桿增大接觸面積、平衡管材壁厚兩側(cè)受力情況， 減少澤火直接穿鐵絲造成的管材壁厚兩側(cè)受壓造成的楠圓和變形。裝爐時在管材上下適當 位置捆綁侶線減少澤火后的縱向彎曲。
[0028] 澤火后的管材及時通過張力矯直拉伸去除應力。制作專用仿形拉伸忍墊裝入 管材兩端、采用專用圓弧形拉伸錯口對澤火后的管材進行拉伸。拉伸率要嚴格控制在 1. 6-1. 8%，同一批管材的拉伸率波動不超過0. 2%。為保證整根管材拉伸變形量的一致性， 必須控制拉伸的平衡移動，保持慢速拉伸，拉伸后停留片刻，W給內(nèi)部應力傳遞的時間。
[0029] 管材成品尺寸及零件加工后的情況見表1 :
[0030] 表1管材尺寸指標比較表
[0031]
[0032] W上所述的方法僅是本發(fā)明的具體應用實例，本發(fā)明的技術(shù)方案并不局限于高強 度侶合金管材的去應力生產(chǎn)。對于本領域的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明所提供的技術(shù)啟示下， 可能做出諸如棒材、型材或其他合金管材去應力的等同變型或改進，也應視為落入本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝，其特征在于： a、 選取擠壓模具；裝機前檢查擠壓模具的表面和尺寸，模具圓度公差不超過0.IOmm; b、 對擠壓模具進行預熱；將擠壓模具和擠壓筒預熱至400-450°C; c、 對鋁合金空心圓鑄錠坯料進行預熱；將鑄錠預熱至400-450°C，控制鑄錠頭尾溫差 ^ 30°C； d、 將鑄錠坯料裝入擠壓模具，開始擠壓；擠壓速度<l.Omm/s，擠出管材的長短軸之差 小于 2. 50mm； e、 擠出管材在矯直機上進行預輥矯；調(diào)整輥子角度在旋轉(zhuǎn)送進過程中管材表面與矯直 車昆良好接觸，管材預輯矯后圓度公差小于0. 50mm; f、 離線淬火；管材采用立式淬火設備進行淬火，裝爐時在管材上下適當位置捆綁鋁線 減少淬火后的縱向彎曲，使用穿桿增大接觸面積、平衡管材壁厚兩側(cè)受力； g、 拉伸矯直精整；在管材兩端裝入仿形拉伸芯墊、采用圓弧形拉伸鉗口對管材進行張 力拉伸，拉伸率控制在1. 0-3. 0%，同一批管材的拉伸率保持一致。2. 如權(quán)利要求1所述的高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝，其特征在于：擠壓模具 的擠壓筒預熱到400-430°C，保溫時間不少于120min。3. 如權(quán)利要求1所述的高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝，其特征在于：將鑄錠預 熱至400-420 °C，控制鑄錠頭尾溫差彡20 °C。4. 如權(quán)利要求1所述的高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝，其特征在于：離線淬火 后拉伸矯直精整步驟中管材的拉伸率控制在1. 6-1. 8%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強度鋁合金管材應力控制生產(chǎn)工藝。a、選取擠壓模具；裝機前檢查擠壓模具的表面和尺寸，模具圓度公差不超過0.10mm；b、對擠壓模具進行預熱；將擠壓模具和擠壓筒預熱至400-450℃；c、對鋁合金空心圓鑄錠坯料進行預熱；將鑄錠預熱至400-450℃，控制鑄錠頭尾溫差≤30℃；d、將鑄錠坯料裝入擠壓模具，開始擠壓；擠壓速度≤1.0mm/s，擠出管材的長短軸之差小于2.50mm；e、在矯直機上預輥矯；f、離線淬火；管材采用立式淬火設備進行淬火，裝爐時在管材上下適當位置捆綁鋁線減少淬火后的縱向彎曲，使用穿桿增大接觸面積、平衡管材壁厚兩側(cè)受力；g、拉伸矯直精整；在管材兩端裝入仿形拉伸芯墊、采用圓弧形拉伸鉗口對管材進行張力拉伸，拉伸率控制在1.0-3.0％。
【IPC分類】B21C37/06, B21C31/00, B21C29/00
【公開號】CN105170692
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王繼成, 魏長傳, 王勝強, 周學博, 陶錫璨, 翟德斌
【申請人】核興航材（天津）科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月30日