[发明专利]用于大尺寸锻造的铝合金半固态坯料的制备方法

权利要求书

1.一种用于大尺寸锻造的铝合金半固态坯料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1：将直径为Φ90mm～Φ140mm的锻造铝合金挤压棒材截断下料，形成长度为150mm～225mm的圆棒坯料；并对该圆棒坯料的两端面进行加工，使两端面相互平行；

步骤2：将上步得到的圆棒坯料，置于加热设备中，在温度为400℃～420℃的条件下保温1h～3h，完全退火，之后，以小于30℃/h的冷却速度，随炉冷却；

步骤3：采用动载窄砧小变形技术，对上步完全退火后的圆棒坯料进行锻造，使之预冷变形，得到直径为Φ125mm～Φ160mm、长度为96mm～170mm的坯料；

步骤4：利用商用锻造工艺仿真优化计算机软件对上步预冷变形后的坯料的加热过程进行模拟，生成该坯料的优化的三段式加热工艺曲线，并得出坯料的加热工艺参数；

步骤5：将步骤3得到的坯料置于加热保温设备内，根据步骤4得出的加热工艺参数对该坯料进行加热，即制得大尺寸锻造铝合金半固态坯料。

2.按照权利要求1所述的用于大尺寸锻造的铝合金半固态坯料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，坯料的预冷变形过程中采用的动载窄砧小变形技术是指具体控制：

1)锤砧置于温度为100℃～250℃的环境中预热，

2)圆棒坯料端面与锤砧的接触面积小于圆棒坯料端面面积的30％，

3)遵循轻-重-轻的锻打原则，先轻打，使坯料端面与锤砧紧密接触，然后重打，每次锤击，坯料的长度缩短1.5mm～2mm，坯料的上部直径超过下部直径4mm，即将坯料调头锻造，之后，上部直径分别超过下部直径3mm、2mm或1mm，坯料调头锻造，

4)圆棒坯料的总变形程度为20％～40％。

3.按照权利要求1所述的用于大尺寸锻造的铝合金半固态坯料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，对坯料的加热过程进行模拟的具体步骤：

利用商用锻造工艺仿真优化软件的加热模块，输入上述坯料的三维几何模型，将该三维几何模型划分为有限元网格，再输入铝合金坯料的材质、该材质的热物性参数，并输入设定的坯料的初始温度、加热炉内的初始温度、计算时间、步长和三段式加热预置曲线，得出优化的三段式加热曲线，并根据该曲线得出每段的加热工艺参数。