[发明专利]一种航天用高性能铝合金筒形锻件制造方法

说明书

本发明公开了一种航天用高性能铝合金筒形锻件制造方法，属于铝合金锻造及热处理技术领域，其技术方案要点包括以下步骤：S1、下料；S2、锻造加热：将坯料升温至440℃～470℃，保温20h～25h；S3、制坯：沿坯料轴向镦拔两次后成形为圆饼件；S4、回炉：坯料回炉加热升温至420～440℃，保温4～7h；S5、反挤压：将坯料冲孔，然后坯料进行反挤压，之后将坯料空冷至室温；S6、清理：清理坯料的内孔和底片；S7、回炉加热：坯料升温至420℃～440℃，保温4h～8h；S8、碾环：将坯料碾环；S9、固溶处理：将坯料加热至500～530℃后进行保温，保温后，坯料出炉水冷；S10、时效处理：将坯料加热至140℃～175℃后进行保温，本发明的优点在于大幅度的提升轴向性能，提高锻件的组织均匀性。

技术领域

本发明涉及铝合金锻造及热处理技术领域，特别涉及一种航天用高性能铝合金筒形锻件制造方法。

背景技术

随着国内外航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展，航空航天用高性能筒形件铝合金已经引起了国内外航天领域的重视，铝合金整体高筒形环锻件由于工艺装备等制约，以前只能采用铸造工艺，但是铸造由于气孔、疏松、偏析等缺陷，导致产品报废率高和可靠性低等问题，目前，采用整体铝合金环件替代铸件，提高产品性能和可靠性是高筒铝合金构件制造的发展趋势。

目前铝合金筒形锻件处理技术为：铸锭经过多向锻造后，进行冲孔，再进行芯轴拔长，再进行马架扩孔，再进行碾环，再进行热处理和粗加工。一方面由于芯轴拔长和马架扩孔的变形方式会对径向进行压缩变形，会导致径向力学性能偏低；同时这种变形方式对坯料的轴向没有约束，因此轴向流线不显著，导致轴向力学性能偏低；另一方面，由于生产过程中涉及到的热加工工序较多，而热加工属于热力耦合交替的过程，芯轴拔长和马架扩孔都是非连续热变形的过程，这种变形方式对坯料的轴向没有约束，因此轴向流线不显著，这种热力耦合反复交替的过程会导致锻件的质量把控较为困难，会增加锻件组织的不均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种航天用高性能铝合金筒形锻件制造方法，其优点在于通过对坯料进行多向锻造和反挤压处理，可以大幅度的提升轴向性能，提高锻件的组织均匀性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种航天用高性能铝合金筒形锻件制造方法，包括以下步骤：

S1、下料：在铝合金铸锭上按尺寸规格下料得到坯料；

S2、锻造加热：将坯料放置在加热炉内，升温至440℃～470℃，保温20h～25h；

S3、制坯：沿坯料轴向镦拔两次后成形为圆饼件；

S4、回炉：坯料回炉加热，升温至420～440℃，保温4～7h；

S5、反挤压：将坯料冲孔，并使坯料轴向高度增加，然后坯料进行反挤压，之后将坯料空冷至室温；

S6、清理：清理坯料的内孔和底片；

S7、回炉加热：将S6中清理完成的坯料放置在加热炉内，升温至420℃～440℃，保温4h～8h；

S8、碾环：将坯料碾环；

S9、固溶处理：将坯料加热至500～530℃后进行保温，保温后，坯料出炉水冷，水温40～65℃，入水时间20～40min；

S10、时效处理：将坯料加热至140℃～175℃后进行保温，保温后，坯料出炉空冷至室温。

进一步的，在步骤S3中，每次坯料单次镦拔的变形量≥65％。

进一步的，在步骤S3中，坯料的成形尺寸至Φ705×900mm。

进一步的，在步骤S5中，将坯料的尺寸反挤压至Φ705×Φ360×1200mm。