锻造方法与流程

本发明涉及合金加工技术领域，尤其是涉及一种锻造方法。

背景技术：

模具，工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸、锻压成型、冶炼或冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来制作成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。素有“工业之母”的称号。

模具在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件，广泛用于冲裁、模锻、塑料、橡胶和陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中。模具一般包括动模和定模两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，它的形状复杂，并且需要承受坯料的胀力，因此模具对其表面硬度有较高的要求。

近年来，由于塑料、电子等轻工业的发展带动了模具的大量使用。传统模具多为钢模具，但由于钢模具的重量大、易生锈、加工困难且价格高昂，现有技术中的模具开始使用铝合金锻板制作模具，从而替代钢模具。然而，虽然铝合金材料的强度高，但是塑性差，铝合金锻板在锻造过程中容易开裂，并且锻透难、组织性能不易保证，造成铝合金锻板的表面硬度较低，导致铝合金模具的性能不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锻造方法，以解决现有技术中的铝合金锻板的表面硬度较低的技术问题。

本发明提供的锻造方法，包括以下步骤：

锻造步骤：将坯料锻造成型，在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长；

淬火步骤：对锻造成型的锻板进行淬火；

双级时效步骤：对锻板进行双级时效处理。

进一步地，所述锻造步骤中，每一次镦粗的镦粗比均不小于2。

进一步地，所述淬火步骤中，淬火的加热温度为472±3℃，保温时间为1min/mm，淬火的冷却介质为水，冷却水的温度为20±5℃，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm。

进一步地，所述双级时效步骤中，第一阶段在65±5℃的温度下保温5小时，第二阶段在121±5℃的温度下保温24小时。

进一步地，在锻造步骤之前还包括加热坯料步骤：

加热坯料步骤：对坯料进行加热，坯料加热的保温时间为1.3min/mm。

进一步地，在锻造步骤和淬火步骤之间还包括以下步骤：

锻后冷却步骤：对锻造成型的锻板进行冷却，冷却介质为水，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm。

进一步地，在锻后冷却步骤和淬火步骤之间还包括以下步骤：

超声波探伤步骤：对锻后冷却后的锻板进行超声波探伤，用于确认锻板是否存在向内延伸的裂纹或折叠。

进一步地，在超声波探伤步骤和淬火步骤之间还包括以下步骤：

机加工步骤：将锻板机加工至淬火尺寸；

表面清洗步骤：对锻板进行表面清洗，用于清除锻板表面的切削液和碎屑。

进一步地，淬火步骤和双级时效步骤之间还包括以下步骤：

冷变形步骤：对锻板的上表面和下表面进行冷变形，冷变形量为1.5％－2.5％。

进一步地，双级时效步骤之后还包括以下步骤：

硬度检测步骤：对锻板进行硬度检测。

本发明提供的锻造方法，包括以下步骤：锻造步骤：将坯料锻造成型，在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长；淬火步骤：对锻造成型的锻板进行淬火；双级时效步骤：对锻板进行双级时效处理。锻造成型的过程用于将坯料锻造成锻板，并且在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长，能够防止锻板开裂，使锻板锻透，提高锻板的组织性能，随后对锻板进行淬火，有效地提高锻板的表面硬度，再对锻板进行冷变形，降低锻板内应力，最后对锻板进行双级时效处理，稳定组织，改善锻板的机械性能，进而提高锻板的表面硬度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1时本发明实施例提供的锻造方法的流程图一；

图2是本发明实施例提供的锻造方法的流程图二；

图3是本发明实施例提供的锻造方法的流程图三；

图4是本发明实施例提供的锻造方法的流程图四。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种锻造方法，下面给出实施例对本发明提供的锻造方法进行详细描述。

图1是本发明实施例提供的锻造方法的流程图一；图2是本发明实施例提供的锻造方法的流程图二；图3是本发明实施例提供的锻造方法的流程图三；图4是本发明实施例提供的锻造方法的流程图四。

具体地，如图1至图4所示，本实施例提供的锻造方法包括以下步骤：

步骤s1加热坯料步骤：对坯料进行加热，坯料加热的保温时间为1.3min/mm。

具体地，在对铝合金坯料进行锻造成型之前，需要对铝合金坯料进行加热，铝合金坯料加热的保温时间按照1.3min/mm确定，即铝合金坯料的每毫米有效厚度的保温时间分别需要1.3分钟，例如铝合金坯料的有效厚度为10mm，则该铝合金坯料加热的保温时间为13分钟。

在对铝合金坯料加热后，进行步骤s2。

步骤s2锻造步骤：将坯料锻造成型，在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长；每一次镦粗的镦粗比均不小于2。

其中，锻造成型用于将铝合金坯料锻造成铝合金锻板，在锻造成型的过程中，包括至少四次镦粗以及至少一次拔长，并且，每一次镦粗的镦粗比均不小于2。镦粗是指用压力使铝合金坯料高度减小而直径(或横向尺寸)增大的工序。在镦粗的过程中，铝合金坯料的端面要平整且与轴线垂直，锻打用力要正，防止锻歪，并且镦粗力要适当，防止形成细腰形或夹层。拔长是使横截面积减小，长度增长的锻造工序。铝合金坯料在经过至少四次镦粗以及至少一次拔长后形成锻板，能够防止锻板开裂，使锻板锻透，提高锻板的组织性能，增强锻板的表面硬度。

在铝合金坯料锻造成型后，进行步骤s3。

步骤s3锻后冷却步骤：对锻造成型的锻板进行冷却，冷却介质为水，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm。

具体地，本实施例中冷却介质为室温水，其中，铝合金坯料完成锻造成型后，需要对铝合金锻板进行锻后水冷，将铝合金锻板浸泡在室温的冷却水中，浸泡时间≥0.13min/mm，例如铝合金锻板的有效厚度为10mm，铝合金锻板需要在冷却水中浸泡至少1.3分钟，以完成锻后冷却。

在锻后冷却完成后，进行步骤s4。

步骤s4超声波探伤步骤：对锻后冷却后的锻板进行超声波探伤，用于确认锻板是否存在向内延伸的裂纹或折叠。

其中，超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

对铝合金锻板进行超声波摊上，能够确认锻板是否存在向内延伸的裂纹或折叠，从而保证铝合金锻板的质量，防止铝合金锻板出现缺陷。

在超声波探伤完成后，进行步骤s5。

步骤s5机加工步骤：将锻板机加工至淬火尺寸；

在将锻板机加工至淬火尺寸完成后，进行步骤s6。

步骤s6表面清洗步骤：对锻板进行表面清洗，用于清除锻板表面的切削液和碎屑。

在对锻板进行表面清洗后，进行步骤s7。

步骤s7淬火步骤：对锻造成型的锻板进行淬火；淬火的加热温度为472±3℃，保温时间为1min/mm，淬火的冷却介质为水，冷却水的温度为20±5℃，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm。

其中，淬火的加热温度为472±3℃，例如469℃、470℃、471℃、472℃、473℃、474℃或475℃等任意适合的温度，保温时间为1min/mm，例如锻板的有效厚度为10mm，保温时间为10分钟。将锻板加热到适当的温度并保持一段时间后，随即将其浸泡入冷却水中进行快速冷却，冷却水的温度为20±5℃，例如15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或25℃，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm，例如锻板的有效厚度为10mm，锻板在冷却水中的浸泡时间至少为1.3分钟。

其中，淬火可以提高铝合金锻板的表面硬度、强度、耐磨性、、韧性及疲劳强度，有效地增强铝合金锻板的综合机械性能，在一定程度上还能够提高铝合金锻板的耐蚀性。

锻板完成淬火后，进行步骤s8。

步骤s8冷变形步骤：对锻板的上表面和下表面进行冷变形，冷变形量为1.5％－2.5％。

铝合金锻板的上表面和下表面进行冷变形后，进行步骤s9。

步骤s9双级时效步骤：对锻板进行双级时效处理，第一阶段在65±5℃的温度下保温5小时，第二阶段在121±5℃的温度下保温24小时。铝合金锻板经过双级时效处理，能够稳定铝合金锻板的内部组织，改善铝合金锻板的综合机械性能。

双级时效处理后，还包括以下步骤：

步骤s10硬度检测步骤：对锻板进行硬度检测，从而判断锻板硬度是否合格；

步骤s11机加工步骤：将锻板机加工至成品尺寸；

步骤s12探伤步骤：探伤，按照gbt6519b级标准，对锻板进行探伤，从而判断锻板是否存在缺陷；

步骤s13验收步骤：验收，清点和检查成品外观；

步骤s14包装步骤：包装，使用木质托盘包装锻板。

本实施例提供的锻造方法，在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长，能够防止锻板开裂，使锻板锻透，提高锻板的组织性能，随后对锻板进行淬火，有效地提高锻板的表面硬度，再对锻板进行冷变形，降低锻板内应力，最后对锻板进行双级时效处理，稳定组织，改善锻板的机械性能，进而提高锻板的表面硬度。

需要说明的是，本实施例提供的锻造方法应用于铝合金材料，本发明提供的锻造方法还可以应用于其他任意适合的材料中。

本实施例提供的锻造方法，由于包括以下步骤：锻造步骤：将坯料锻造成型，在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长；每一次镦粗的镦粗比均不小于2。淬火步骤：对锻造成型的锻板进行淬火；淬火的加热温度为472±3℃，保温时间为1min/mm，淬火的冷却介质为水，冷却水的温度为20±5℃，锻板在冷却水中的浸泡时间≥0.13min/mm。双级时效步骤：对锻板进行双级时效处理，第一阶段在65±5℃的温度下保温5小时，第二阶段在121±5℃的温度下保温24小时。铝合金锻板经过双级时效处理，能够稳定组织，改善铝合金锻板的综合机械性能。锻造成型的过程用于将坯料锻造成锻板，并且在锻造成型的过程中包括至少四次镦粗以及至少一次拔长，能够防止锻板开裂，使锻板锻透，提高锻板的组织性能，随后对锻板进行淬火，有效地提高锻板的表面硬度，再对锻板进行双级时效处理，从而稳定组织，改善锻板的机械性能，进而提高锻板的表面硬度。

规格为1200×800×370mm的7075铝合金锻板，按上述方法制造，锻板表面硬度均超过150hb。

规格为2500×1500×220mm的7075铝合金锻板，按上述方法制造，锻板表面硬度均超过150hb。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。