[发明专利]一种深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法

说明书

一种深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法，它涉及属于等温锻造技术领域，本发明要解决锻件难充填、附肋折叠及侧壁表面拉伤、载荷吨位大、模具寿命较低的问题。本发明方法：预制腰鼓形坯料，反挤压预锻成形，蚀洗修伤，随形去除连皮，余量反挤压终锻成形，蚀洗去除锻件表面润滑剂，锻后热处理。本发明提供了深腔附肋带缺口不规则筒形锻件锻后退火的工艺参数，保证了经变形加工后，需要后续机械加工的终锻成形件的尺寸稳定性。本发明可批量低成本连续稳定生产该类锻件，本发明应用于航空领域。

技术领域

本发明涉及等温锻造领域，具体涉及一种深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法。

背景技术

铝合金具有比密度低，力学性能优良等优点，广泛用用于航空航天、武器制造领域。随着飞行器要求越来越长的飞行时间及导弹更远的打击范围，必然要求设计者尽可能的选用轻量化材料，轻量化结构设计；在满足部件尺寸要求的前提下，尽可能的减少部件结构，不规则缺口筒形零部件逐渐出现在设计者面前，同时带有深腔附肋带缺口不规则筒形铝合金航空锻件更是集材料轻量化与结构轻量化一体设计的零件。

如果采用传统的机械加工方式生产，其力学性能较差、各向异性严重，且造成材料大量浪费及较高的生产成本和较长的生产周期；但如果采用与腹板底部相同形状的坯料(如图1)，需要对坯料进行机械加工，延长了生产周期、产生了机加废料、增加了生产成本，同时破坏了坯料原有的流线完整性，从而影响锻件成品的性能。采用一步锻造成形的方式，由于部件形腔深，侧壁坯料充填距离远，腹板部金属流动空间小，容易导致侧壁及附肋金属与腹板金属汇流产生折迭缺陷，同时会增大成形载荷，降低模具寿命，不能满足稳定批量生产此类锻件的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法，解决该类锻件难充填、附肋折叠及侧壁表面拉伤、载荷吨位大、模具寿命较低的问题，同时通过提供合理的热处理工艺，消除锻件加工应力，满足锻件形性协同，实现了可批量低成本连续稳定生产该类锻件。

本发明的一种深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法，它是按照以下步骤进行的：

1)预制腰鼓形坯料：将金属棒料加热后在平砧模具中墩粗成高度方向中间呈凸鼓、上下两末端直径小于中间凸鼓直径的腰鼓形预制坯料，所得到的腰鼓形预制坯料高度与宽度比为0.4～0.5：1；

2)反挤压预锻成形：腰鼓形预制坯料与模具表面均喷涂润滑剂，腰鼓形预制坯料与模具单独加热后，预锻成形过程中腰鼓预制坯料变形量为70％～80％；

3)蚀洗修伤：将预锻成形件脱模冷却到室温后进行碱液蚀洗、酸液光化处理，修除肋部、腹底部折迭及筒壁内外表面的折迭及表面拉伤痕迹；

4)随形去除连皮：经机械加工去除预锻成形件腹板中心处与腹板底部圆形凹槽形状相同、尺寸不同的连皮，经打磨使预锻成形件棱角圆滑过度；

5)小余量反挤压终锻成形：经修伤及去除连皮后的预锻成形件与模具表面均喷涂润滑剂，预锻成形件与模具单独加热后，进行反挤压终锻成形；

6)蚀洗去除锻件表面润滑剂：将预锻成形件脱模冷却到室温后进行碱液蚀洗、酸液光化处理，去除润滑剂；

7)锻后热处理，即完成所述的深腔附肋带缺口不规则筒形锻件精密热成形方法。

进一步地，所述深腔附肋带缺口不规则筒形锻件轮廓呈左右对称且侧壁开有缺口的类筒形件，腹板为底部中间开设圆形凹槽，腹板外轮廓由圆弧与多边形连接组成，四个附肋间隔分布在类筒形件的内侧壁且与侧壁同高，类筒形件侧壁厚度与类筒形件内腔深度比为0.2～0.3：1，类筒形件内腔深度与类筒形件高度比为0.7～0.8：1，类筒形件附肋间距为245～360mm。