[发明专利]一种超大直径6061铝合金异形截面环件的轧制方法

说明书

本发明涉及环件轧制方法领域，一种超大直径6061铝合金异形截面环件的轧制方法如下：下料→铸锭加热、保温→自由锻→矩形环坯制作→异形截面环件制作→环件冷却→固溶→时效处理→尺寸检测。采用本发明所述的轧制方法能保持锻件流线完整，内部组织均匀，不需要进行焊接，加工周期短，材料利用率高，后续加工余量小等特点。

技术领域

本发明属于环件轧制方法领域，尤其是一种超大直径6061铝合金异形截面环件的轧制方法。

背景技术

6061铝合金为A1-Mg-Si 系可热处理强化铝合金，具有低密度、较高的比强度、良好的耐蚀性、焊接性、加工性等特性，在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。大型环件广泛应用与各工业领域，如运载火箭的过度环，核反应堆的加强圈，压力容器等。

环件轧制技术是一种生产无缝环件的特种加工工艺，目前国内在黑色金属和钛合金金属环轧方面研究较多，工程化应用较高，但是在铝合金环件，特别是超大型异形截面铝合金环轧研究方面几乎为零。主要原因是对铝合金异形截面环件的使用要求较少。但是随着航空航天工业的发展，超大型铝合金环件使用需求越来越多。目前国内生产铝合金环件直径基本都在10000mm以下，随着环件的尺寸增大，环件的刚性会大大减弱，轧制过程中导致塑性失稳，环轧过程中环的圆度和尺寸精度难以控制等问题，因轧制过程较复杂，对轧制工艺过程提出了更高的要求。

发明内容

本发明提供了一种超大直径6061铝合金异形截面环件的轧制方法，主要解决直径10000mm以上的铝合金环件无法轧制的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种超大直径6061铝合金异形截面环件的轧制方法，包括以下步骤：

（1）下料，将6061铝合金铸锭按要求锯切成铸锭；

（2）铸锭加热、保温；

（3）自由锻造，对6061铝合金铸锭进行镦粗、冲孔、马架扩孔工序；

首先将加热、保温的铸锭镦拔锻造成圆饼状坯料，然后对坯料进行冲孔，冲孔完成后回炉升温至470±5℃、保温4-6小时，最后对坯料进行马架扩孔，制备外径为4750-5250mm、内径为3750-4250mm、高度为520-530mm的环坯；

（4）矩形环坯制作，将第（3）步骤制得的环坯回炉升温至470±5℃、保温2-3小时，然后将环坯转运至矩形环轧机上进行矩形环件的制作，轧制步骤如下: 咬入阶段控制主辊模具转速为2-3rad/s、芯辊模具进给速度为0.5-0.8mm/s、锥辊模具进给速度为0，快速轧制阶段控制主辊模具转速为3-4rad/s、芯辊模具进给速度为1-1.5mm/s、锥辊模具进给速度为0.45-0.5mm/s，稳定轧制阶段控制主辊模具转速为3.5-4.5rad/s、芯辊模具进给速度为1.5-2.5mm/s，锥辊模具进给速度为0.15-0.2mm/s,减速轧制阶段控制主辊模具转速为1.5-2mm/s、芯辊模具进给速度为1-2mm/s、锥辊模具进给速度为0.1-0.15mm/s，成形整圆阶段控制主辊模具转速为1-1.5rad/s、芯辊模具进给速度为0.1-0.3mm/s、锥辊模具进给速度为0，制得外径为7800-8300mm、内径为7200-7700mm、高度为500±5mm的矩形环坯；