[发明专利]一种降低高强铝合金大型框类模锻件淬火残余应力的方法

权利要求书

1.一种降低高强铝合金大型框类模锻件淬火残余应力的方法，其特征在于，具体步骤为：设计制造冷拉伸模具，将固溶淬火后的7xxx系铝合金大型框类模锻件放入冷拉伸模具进行冷拉伸；

高强铝合金大型框类模锻件设计的结构特征为高强铝合金大型框类模锻件外围有高筋结构，高筋结构厚度不小于腹板厚度；

设计制造冷拉伸模具的过程为：根据高强铝合金大型框类模锻件筋条和腹板结构特征以及冷拉伸变形量设计冷拉伸模具：冷拉伸变形量1％～2％时，冷拉伸模具形腔尺寸是高强铝合金大型框类模锻件形腔尺寸的1.015～1.025倍；冷拉伸变形量为2％～3％，且不含2％时，冷拉伸模具形腔尺寸是高强铝合金大型框类模锻件形腔尺寸的1.025～1.035倍；在冷拉伸模具上模压下过程中通过挤压高强铝合金大型框类模锻件筋条侧壁对整体锻件产生拉伸效果，通过冷拉伸模具设计控制冷拉伸变形量及对腹板的保压，最终降低残余应力水平；

当高强铝合金大型框类模锻件筋条拔模斜度1°～3°、高度40mm～70mm时，冷拉伸模具侧壁斜度3°～5°；当高强铝合金大型框类模锻件筋条拔模斜度为3°～5°，且不含3°，高度70mm～100mm时，冷拉伸模具侧壁斜度为5°～7°，且不含5°；当高强铝合金大型框类模锻件筋条拔模斜度为5°～10°，且不含5°，高度100mm时，冷拉伸模具侧壁斜度为10°～12°，且不含10°；

冷拉伸模具筋条根部过渡圆弧半径大于高强铝合金大型框类模锻件筋条根部过渡圆弧半径；

所述固溶淬火的过程为：将铝合金大型框类模锻件放入空气循环炉中加热至475℃±5℃保温，保温时间根据锻件最大截面尺寸确定；

保温结束后将所述锻件取出，并在15s内放入水中进行淬火处理，淬火水温60℃±5℃；

为保证淬火效果，减小高强铝合金大型框类模锻件的淬火变形，模锻件入水方式应为：垂直入水，并使长度尺寸较大的一端首先入水，水中有搅拌以保持水温均匀性，淬火时长不小于20mins；

冷拉伸过程如下：将高强铝合金大型框类模锻件置于冷拉伸下模中，调整高强铝合金大型框类模锻件位置，使其各位置毛边与下模间隙一致；压机上横梁下行，从冷拉伸模具上模接触高强铝合金大型框类模锻件至总行程的70％，冷拉伸模具上模的下行速度控制在0.3mm/s～0.5mm/s；从总行程的70％至冷拉伸模具上模下行至接触腹板，冷拉伸模具上模的下行速度控制在0.1mm/s～0.3mm/s；冷拉伸结束前冷拉伸模具压靠腹板，并保压60s～120s；冷拉伸后测量锻件伸长量，控制范围1.0％～3.0％；冷拉伸需在淬火出水后4小时内完成；冷拉伸后将铝合金大型框类模锻件放入时效炉进行时效处理，当冷拉伸变形量1.0％～2.0％时，人工时效采用二级时效工艺，一级时效温度120±3℃，保温6～8小时，二级时效温度177±3℃，保温6～8小时；冷拉伸后将铝合金大型框类模锻件放入时效炉进行时效处理，冷拉伸后锻件进行人工时效处理，当冷拉伸变形量为2.0％～3.0％，且不含2％时，人工时效采用二级时效工艺，一级时效温度120±3℃，保温3～6小时，二级时效温度177±3℃，保温6～8小时。

2.如权利要求1所述降低高强铝合金大型框类模锻件淬火残余应力的方法，其特征在于，冷拉伸后模具出模要求：为防止高强铝合金大型框类模锻件在出模过程中发生变形，应采用专用出模工装进行转移。

3.如权利要求1所述降低高强铝合金大型框类模锻件淬火残余应力的方法，其特征在于，出模以后、时效过程中高强铝合金大型框类模锻件摆放要求：为防止高强铝合金大型框类模锻件出现变形，高强铝合金大型框类模锻件在出模停放过程和放入时效炉进行时效处理时，都应采用专用工装进行支撑，保证模锻件各部位均匀受力。