2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種夾板鍛件的等溫鍛造成形方法，特別是涉及了一種2024鋁基復(fù)合 材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2024鋁合金是一種典型的Al-Cu-Mg系高強(qiáng)硬鋁合金，具有強(qiáng)度高、耐熱性好等優(yōu) 點(diǎn)，已成功用于飛機(jī)、火箭蒙皮、翼梁等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件。近年來(lái)，隨著材料科學(xué)以及國(guó)內(nèi)航空 航天事業(yè)的發(fā)展，單一的2024鋁合金已經(jīng)難以滿足國(guó)防軍工等領(lǐng)域重要零部件的高強(qiáng)、耐 磨等性能要求?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，往2024鋁合金基體中添加硼化鈦陶瓷顆粒，硼化鈦?zhàn)鳛閺?qiáng)化 相呈等軸裝分布在晶界和晶內(nèi)，以提高合金力學(xué)性能，使其具有高比強(qiáng)度、高比模量熱穩(wěn)定 性能良好、熱膨脹系數(shù)小以及耐磨性良好等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件，是一種復(fù)雜的板類鍛件。由于該鍛件具有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、各截面尺寸變化大，整體厚度尺寸薄，外形尺寸大且不規(guī)則等特點(diǎn)，毛坯通常采用鑄 造成型，但對(duì)于一些受力條件要求高的零件，設(shè)計(jì)要求鍛造成形。該類結(jié)構(gòu)鍛件成形困難， 特別對(duì)預(yù)成形的制坯形狀和質(zhì)量有較高的要求，如與最終成形鍛件尺寸不匹配，存在鍛件 局部充不滿，各截面轉(zhuǎn)接處容易出現(xiàn)折疊等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成 形方法，來(lái)完成2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件鍛造成形，以提高2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件 的成形質(zhì)量。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所述2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方 法，其技術(shù)方案包括以下步驟：
[0006] 取一定規(guī)格的2024鋁基復(fù)合材料的坯料，裝入電爐中加熱至420°C，保溫270min;
[0007] 將保溫后的坯料取出，在自由鍛錘上進(jìn)行鐓粗，再拔長(zhǎng);控制坯料左端不變，對(duì)距 離坯料左端a處進(jìn)行分料、拔長(zhǎng)，然后將坯料整體鐓扁;再對(duì)坯料的左端進(jìn)行拔長(zhǎng)并整形，制 成中間坯；
[0008] 將中間坯回爐加熱至420°C;將模具加熱至380°C~400°C;采用二硫化鉬+機(jī)油對(duì) 模具上下型腔進(jìn)行潤(rùn)滑;將加熱好的中間坯置于等溫壓力機(jī)的下模中，進(jìn)行鍛造;鍛造過(guò)程 分二火進(jìn)行；
[0009] 第一火鍛造:將上模以速率為0.3mm/s進(jìn)行第一次下壓，欠壓量為20mm，保壓時(shí)間 為60s;再將上模抬高，以速率為0.15mm/s進(jìn)行第二次下壓，欠壓量為18mm，保壓時(shí)間為60s; 再將上模抬高，以速率為〇. lmm/s進(jìn)行第三次下壓，欠壓量為15mm，保壓時(shí)間為60s;
[0010] 第二火鍛造:將上模以速率為O.lmm/s進(jìn)行下壓，欠壓量為5mm~6mm，保壓時(shí)間為 60s ；
[0011]第三火鍛造:將上模以速率為0 . lmm/s進(jìn)行下壓，將鍛件壓至最終尺寸，保壓時(shí)間 為120s。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0013]本發(fā)明所述2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法，能夠有效地實(shí)現(xiàn) 2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件鍛造成形，提高2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的成形質(zhì)量。
[0014]經(jīng)檢測(cè)該材料夾板鍛件外形尺寸完整。
[0015]經(jīng)檢測(cè)該材料夾板鍛件的室溫拉伸性能，其抗拉強(qiáng)度為453Mpa(大于使用要求的 420Mpa)，其抗拉強(qiáng)度為331MPa(大于設(shè)計(jì)使用要求的280MPa)，斷后伸長(zhǎng)率為10.0% (大于 設(shè)計(jì)使用要求的8.0%)。
[0016] 上述檢測(cè)結(jié)果表明，采用該成形方法成形的2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件各項(xiàng)性能 指標(biāo)均符合要求。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] 圖1是坯料的分料結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是中間坯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施本發(fā)明所述的2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法需要提供鍛 造加熱爐、等溫壓力機(jī)、機(jī)械手等設(shè)備。下面詳細(xì)說(shuō)明該方法的【具體實(shí)施方式】：
[0021] 該2024鋁基復(fù)合材料主要化學(xué)元素含量(重量百分比）為:含Mn量0.56%、含Si量 0·065%、含Cr量0·0026%、含Ti量4· 14%、含Cu量4·00%、含F(xiàn)e量0·019%、含B量 1 ·94%、含 Mg量 1.52%、含Zr量0.014%、余量為Al。
[0022]本方法的步驟如下：
[0023]取一定規(guī)格的2024鋁基復(fù)合材料的坯料，裝入電爐中加熱至420°C，保溫270min; [0024]將保溫后的坯料取出，在自由鍛錘上進(jìn)行鐓粗，再拔長(zhǎng);控制坯料左端不變，對(duì)距 離坯料左端a處進(jìn)行分料、拔長(zhǎng)，然后將坯料整體鐓扁，如1所示;再對(duì)坯料的左端進(jìn)行拔長(zhǎng) 并整形，制成中間坯，如2所示；
[0025]將中間坯回爐加熱至420°C;將模具加熱至380°C~400°C;采用二硫化鉬+機(jī)油對(duì) 模具上下型腔進(jìn)行潤(rùn)滑;將加熱好的中間坯置于等溫壓力機(jī)的下模中，進(jìn)行鍛造;鍛造過(guò)程 分二火進(jìn)行；
[0026]第一火鍛造:將上模以速率為0.3mm/s進(jìn)行第一次下壓，欠壓量為20mm，保壓時(shí)間 為60s;再將上模抬高，以速率為0.15mm/s進(jìn)行第二次下壓，欠壓量為18mm，保壓時(shí)間為60s; 再將上模抬高，以速率為O.lmm/s進(jìn)行第三次下壓，欠壓量為15mm，保壓時(shí)間為60s;生產(chǎn)過(guò) 程參數(shù)如下表所示：
[0027]
[0028] 第二火鍛造:將上模以速率為O.lmm/s進(jìn)行下壓，欠壓量為5mm~6mm，保壓時(shí)間為 60s;生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)如下表所示：
[0030]第三火鍛造:將上模以速率為O.lmm/s進(jìn)行下壓，將鍛件壓至最終尺寸，保壓時(shí)間 為120s，生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)如下表所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法，其特征在于，包括以下步驟： 取一定規(guī)格的2024鋁基復(fù)合材料的坯料，裝入電爐中加熱至420°C，保溫270min; 將保溫后的坯料取出，在自由鍛錘上進(jìn)行鐓粗，再拔長(zhǎng);控制坯料左端不變，對(duì)距離坯 料左端a處進(jìn)行分料、拔長(zhǎng)，然后將坯料整體鐓扁;再對(duì)坯料的左端進(jìn)行拔長(zhǎng)并整形，制成中 間坯； 將中間坯回爐加熱至420°C;將模具加熱至380°C~400°C;采用二硫化鉬+機(jī)油對(duì)模具 上下型腔進(jìn)行潤(rùn)滑;將加熱好的中間坯置于等溫壓力機(jī)的下模中，進(jìn)行鍛造;鍛造過(guò)程分三 火進(jìn)行； 第一火鍛造：將上模以速率為〇.3mm/s進(jìn)行第一次下壓，欠壓量為20mm，保壓時(shí)間為 60s;再將上模抬高，以速率為〇.15mm/s進(jìn)行第二次下壓，欠壓量為18mm，保壓時(shí)間為60s;再 將上模抬高，以速率為O.lmm/s進(jìn)行第三次下壓，欠壓量為15mm，保壓時(shí)間為60s; 第二火鍛造:將上模以速率為O.lmm/s進(jìn)行下壓，欠壓量為5mm~6mm，保壓時(shí)間為60s; 第三火鍛造：將上模以速率為O.lmm/s進(jìn)行下壓，將鍛件壓至最終尺寸，保壓時(shí)間為 120s〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形方法，其步驟為：先在自由鍛錘上對(duì)坯料進(jìn)行鐓粗，再拔長(zhǎng)；在控制坯料左端不變，對(duì)距離坯料左端a處進(jìn)行分料、拔長(zhǎng)，然后將坯料整體鐓扁；再對(duì)坯料的左端進(jìn)行拔長(zhǎng)并整形，制成中間坯；最后對(duì)中間坯進(jìn)行等溫鍛造成形。該方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件鍛造成形，提高2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的成形質(zhì)量。該方法用于2024鋁基復(fù)合材料夾板鍛件的等溫鍛造成形。
【IPC分類】B21J5/00
【公開號(hào)】CN105478642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510869415
【發(fā)明人】陳明, 盧艷, 鄭永靈, 田豐, 喻淼真
【申請(qǐng)人】貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日