[发明专利]一种高强2024铝合金薄壁角型材生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种高强2024铝合金薄壁角型材生产工艺。

背景技术

2024铝合金又称为高强度硬铝，其挤压型材主要应用于飞机机身框架、机翼桁条、翼肋等受力结构件，其中2024铝合金挤压角型材产品大部分依赖进口，国内只有少数几家公司能够生产，但目前仍存在较多问题，主要体现：(1)2024铝合金强度较高，挤压变形抗力较大，难于挤压成型，差产品，且尺寸公差难以保证；(2)型材挤压效率过低；(3)立式淬火后型材变形及回弹性较大，致使整形较困难，成品率较低至35％左右。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高强2024铝合金薄壁角型材生产工艺，以解决该型材产品成品率及生产效率低的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种高强2024铝合金薄壁角型材生产工艺，具体以下步骤：

(1)对模具进行结构化处理，即在模具的挤压槽中增设导流结构；

(2)对铸棒进行均匀化处理，即均匀化温度为480～500℃，时间为20～30h；

(3)对铸棒进行热挤压处理，即将均质化后的铸棒在挤压前对铸棒、模具和挤压筒分别预热至400～420℃、440～460℃和440～460℃，及在挤压中对型材挤压出口速度提升至0.8m/min-1.0m/min；

(4)对型材进行拉伸处理，即将热挤压后的型材夹入拉伸装置并实施拉伸，拉伸伸长量为1％-1.5％；

(5)对型材进行淬火加热处理，即将拉伸后的型材送入立式淬火装置并实施淬火加热，淬火温度为450～470℃，淬火方式为水雾淬火；

(6)对型材进行拉伸矫直处理，即将淬火加热后的型材夹入拉伸矫直装置并实施拉伸、矫直，拉伸时间为淬火后2h以内，拉伸伸长量为0.3％-0.5％，并控制型材纵向弯曲度为1mm/m以内，平面间隙为0.3mm以下；

(7)对型材进行自然时效处理，即将拉伸矫直后的型材在空气中自然冷却至室温，时效时间为96h以上。

进一步，所述导流结构为在挤压槽的两端头设有导流坑，导流坑深度为挤压槽深度的1.1～1.3倍，且导流坑与挤压槽之间的连接处为圆弧过渡。

进一步，在步骤5)中，对淬火加热时型材实施分散吊装。

进一步，在步骤6)中，矫直完成后，切断型材两端的夹持部，保留中间部分。

进一步，在步骤7)之前，对型材进行人工时效处理，即将拉伸矫直后的型材装入带有循环热风装置的时效炉中并实施二阶段的人工时效，第一阶段的温度为280～320℃，时间为15～20h，第二阶段的温度为145～170℃，时间为6～10h。

进一步，装炉时，确保型材之间有大于1mm的间隙，使其热处理均匀。

本发明的有益技术效果是：

1、与现有平模比较通过增加模具导流结构，减小工作带尺寸有效降低了挤压抗力、提高型材尺寸精度。

2、与现有挤压工艺比较，通过优化挤压工艺参数，使各影响因素合理匹配，最终将角型材挤压效率由0.3m/min-0.5m/min提高到0.8m/min-1.0m/min，从而挤压生产效率提高近1倍。

3、与现有热处理工艺比较，在进行热处理前型材增加了一道拉伸工艺，最终型材纵向弯曲度由2-3mm/m降低到1mm/m以内，平面间隙由0.3mm-0.5mm降低到0.3mm以下，成品率达55％以上，从而解决了角型材热处理变形较大问题，使得成品率提高至少20％。

4、本发明在淬火加热处理后，型材变形较小，极大提高成品率，同时还降低后续矫直整形的难度。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的生产工艺流程示意图；

图2为本发明的模具结构化的俯视图；

图3为图2在一个方向上的立体图；

图4为本发明与现有技术的型材晶粒组织对比图，其中a为现有技术，b为本发明。

附图标记：1为模具，2为挤压槽，3为导流坑，4为圆弧过渡，5为成型腔。

具体实施方式