[发明专利]一种7050铝合金大型环件的锻造及热处理工艺

说明书

一种7050铝合金大型环件的锻造及热处理工艺，其步骤为：S1.铸锭尺寸设计；S2.铸锭加热；S3.工模具预热；S4.铸锭改锻；S5.回炉保温；S6.冲孔；S7.再次回炉保温；S8.马架扩孔；S9.再次回炉保温；S10.环轧；S11.机加工；S12.固溶处理；S13.冷变形；S14时效处理；S15再次机加工。本发明针对7050铝合金大型环件，提供了全流程的成形及热处理工艺方案，通过多向锻工艺对铸锭充分改锻，破碎铸态组织中的残余结晶相，通过多级强化固溶，逐步提高固溶温度、延长固溶时间减少未溶结晶相、提高固溶程度。通过双级时效调控晶内和晶界析出相的形态和分布，使产品兼具高强度和高抗应力腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及铝合金塑性成形及热处理技术领域，尤其涉及一种7050铝合金大型环件的锻造及热处理工艺。

背景技术

大型环件被广泛应用于重型机械、航空航天以及能源等领域。在航天领域，大型环件以2A14和2219铝合金为主，但2XXX铝合金的强度低于7XXX铝合金，已无法满足特殊产品的服役要求，故7XXX铝合金是目前航天型号的重点研究对象。7XXX系铝合金作为超硬铝具有比强度高、屈强比高、抗应力腐蚀性能好等优点，其中7050铝合金的综合性能较高，主要用于制造承受高载荷的构件。

大型环件是航天运载器贮箱结构中的主承力构件，服役过程中受到径向压、轴向压以及弯矩等多重作用力，受力状态复杂且综合性能要求很高，7050铝合金大型环件的制造是航天运载器贮箱研制的关键技术，但目前国内对于7050铝合金大型环件的研究及制造较少，无成熟稳定的变形及热处理工艺可供参考。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种7050铝合金大型环件的锻造及热处理工艺，采用该工艺制造的产品组织均匀、综合性能高。

本发明所采取的技术方案：

一种7050铝合金大型环件的锻造及热处理工艺，其步骤为：

S1.铸锭尺寸设计：原材料采用7050铝合金半连续铸锭，根据零件尺寸设计铸锭尺寸，要求高径比L/D＝2～2.5；

S2.铸锭加热：采用电炉对7050铝合金铸锭进行加热，室温装炉，随炉升温至430±5℃，保温系数2.2～3min/mm；

S3.工模具预热：将上、下锤砧在加热炉中加热，在250℃下保温6～10h，出炉安装后涂抹润滑剂；

S4.铸锭改锻：采用三镦三拔多向锻的方式对铸锭进行改锻，即沿铸锭相互垂直的三个方向各进行一次镦拔变形，再沿铸锭轴向进行最后一次镦粗变形，镦粗后得到饼坯，坯料高度120～500mm；

S5.回炉保温：将饼坯在430±5℃下保温4～6h；

S6.冲孔：将冲头预热、润滑后放置在饼坯的正中，分多次缓慢压下，每次拔出冲头后、下压前均需涂抹润滑剂，最终连皮厚度100～150mm，再进行终冲；

S7.再次回炉保温：将饼坯在430±5℃下保温4～6h；

S8.马架扩孔：对冲孔后的坯料进行马架扩孔和平整端面，制备环坯；

S9.再次回炉保温：将饼状坯料在430±5℃下保温4～6h；

S10.环轧：轧前对轧辊进行预热，在250℃下保温3～5h，环轧机主辊转速0.5～0.6m/s，直径长大速率2～3mm/s，环轧过程中实施监测料温，保证终锻温度不低于380℃；

S11.机加工：对环轧后的环件表面加工，尤其是对上、下端面加工，保证端面及内外圆面无折叠伤。