2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种夹板锻件的等温锻造成形方法，特别是涉及了一种2024铝基复合 材料夹板锻件的等温锻造成形方法。
【背景技术】
[0002] 2024铝合金是一种典型的Al-Cu-Mg系高强硬铝合金，具有强度高、耐热性好等优 点，已成功用于飞机、火箭蒙皮、翼梁等高强度结构件。近年来，随着材料科学以及国内航空 航天事业的发展，单一的2024铝合金已经难以满足国防军工等领域重要零部件的高强、耐 磨等性能要求。科学研究发现，往2024铝合金基体中添加硼化钛陶瓷颗粒，硼化钛作为强化 相呈等轴装分布在晶界和晶内，以提高合金力学性能，使其具有高比强度、高比模量热稳定 性能良好、热膨胀系数小以及耐磨性良好等优点。
[0003] 2024铝基复合材料夹板锻件，是一种复杂的板类锻件。由于该锻件具有内部结构 复杂、各截面尺寸变化大，整体厚度尺寸薄，外形尺寸大且不规则等特点，毛坯通常采用铸 造成型，但对于一些受力条件要求高的零件，设计要求锻造成形。该类结构锻件成形困难， 特别对预成形的制坯形状和质量有较高的要求，如与最终成形锻件尺寸不匹配，存在锻件 局部充不满，各截面转接处容易出现折叠等缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成 形方法，来完成2024铝基复合材料夹板锻件锻造成形，以提高2024铝基复合材料夹板锻件 的成形质量。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所述2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方 法，其技术方案包括以下步骤：
[0006] 取一定规格的2024铝基复合材料的坯料，装入电炉中加热至420°C，保温270min;
[0007] 将保温后的坯料取出，在自由锻锤上进行镦粗，再拔长;控制坯料左端不变，对距 离坯料左端a处进行分料、拔长，然后将坯料整体镦扁;再对坯料的左端进行拔长并整形，制 成中间坯；
[0008] 将中间坯回炉加热至420°C;将模具加热至380°C~400°C;采用二硫化钼+机油对 模具上下型腔进行润滑;将加热好的中间坯置于等温压力机的下模中，进行锻造;锻造过程 分二火进行；
[0009] 第一火锻造:将上模以速率为0.3mm/s进行第一次下压，欠压量为20mm，保压时间 为60s;再将上模抬高，以速率为0.15mm/s进行第二次下压，欠压量为18mm，保压时间为60s; 再将上模抬高，以速率为〇. lmm/s进行第三次下压，欠压量为15mm，保压时间为60s;
[0010] 第二火锻造:将上模以速率为O.lmm/s进行下压，欠压量为5mm~6mm，保压时间为 60s ；
[0011]第三火锻造:将上模以速率为0 . lmm/s进行下压，将锻件压至最终尺寸，保压时间 为120s。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0013]本发明所述2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方法，能够有效地实现 2024铝基复合材料夹板锻件锻造成形，提高2024铝基复合材料夹板锻件的成形质量。
[0014]经检测该材料夹板锻件外形尺寸完整。
[0015]经检测该材料夹板锻件的室温拉伸性能，其抗拉强度为453Mpa(大于使用要求的 420Mpa)，其抗拉强度为331MPa(大于设计使用要求的280MPa)，断后伸长率为10.0% (大于 设计使用要求的8.0%)。
[0016] 上述检测结果表明，采用该成形方法成形的2024铝基复合材料夹板锻件各项性能 指标均符合要求。
【附图说明】
[0017] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0018] 图1是坯料的分料结构示意图。
[0019] 图2是中间坯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 实施本发明所述的2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方法需要提供锻 造加热炉、等温压力机、机械手等设备。下面详细说明该方法的【具体实施方式】：
[0021] 该2024铝基复合材料主要化学元素含量(重量百分比）为: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Fe量0·019%、含B量 1 ·94%、含 Mg量 1.52%、含Zr量0.014%、余量为Al。
[0022]本方法的步骤如下：
[0023]取一定规格的2024铝基复合材料的坯料，装入电炉中加热至420°C，保温270min; [0024]将保温后的坯料取出，在自由锻锤上进行镦粗，再拔长;控制坯料左端不变，对距 离坯料左端a处进行分料、拔长，然后将坯料整体镦扁，如1所示;再对坯料的左端进行拔长 并整形，制成中间坯，如2所示；
[0025]将中间坯回炉加热至420°C;将模具加热至380°C~400°C;采用二硫化钼+机油对 模具上下型腔进行润滑;将加热好的中间坯置于等温压力机的下模中，进行锻造;锻造过程 分二火进行；
[0026]第一火锻造:将上模以速率为0.3mm/s进行第一次下压，欠压量为20mm，保压时间 为60s;再将上模抬高，以速率为0.15mm/s进行第二次下压，欠压量为18mm，保压时间为60s; 再将上模抬高，以速率为O.lmm/s进行第三次下压，欠压量为15mm，保压时间为60s;生产过 程参数如下表所示：
[0027]
[0028] 第二火锻造:将上模以速率为O.lmm/s进行下压，欠压量为5mm~6mm，保压时间为 60s;生产过程参数如下表所示：
[0030]第三火锻造:将上模以速率为O.lmm/s进行下压，将锻件压至最终尺寸，保压时间 为120s，生产过程参数如下表所示：
【主权项】
1. 一种2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方法，其特征在于，包括以下步骤： 取一定规格的2024铝基复合材料的坯料，装入电炉中加热至420°C，保温270min; 将保温后的坯料取出，在自由锻锤上进行镦粗，再拔长;控制坯料左端不变，对距离坯 料左端a处进行分料、拔长，然后将坯料整体镦扁;再对坯料的左端进行拔长并整形，制成中 间坯； 将中间坯回炉加热至420°C;将模具加热至380°C~400°C;采用二硫化钼+机油对模具 上下型腔进行润滑;将加热好的中间坯置于等温压力机的下模中，进行锻造;锻造过程分三 火进行； 第一火锻造：将上模以速率为〇.3mm/s进行第一次下压，欠压量为20mm，保压时间为 60s;再将上模抬高，以速率为〇.15mm/s进行第二次下压，欠压量为18mm，保压时间为60s;再 将上模抬高，以速率为O.lmm/s进行第三次下压，欠压量为15mm，保压时间为60s; 第二火锻造:将上模以速率为O.lmm/s进行下压，欠压量为5mm~6mm，保压时间为60s; 第三火锻造：将上模以速率为O.lmm/s进行下压，将锻件压至最终尺寸，保压时间为 120s〇
【专利摘要】本发明公开了一种2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形方法，其步骤为：先在自由锻锤上对坯料进行镦粗，再拔长；在控制坯料左端不变，对距离坯料左端a处进行分料、拔长，然后将坯料整体镦扁；再对坯料的左端进行拔长并整形，制成中间坯；最后对中间坯进行等温锻造成形。该方法能够有效地实现2024铝基复合材料夹板锻件锻造成形，提高2024铝基复合材料夹板锻件的成形质量。该方法用于2024铝基复合材料夹板锻件的等温锻造成形。
【IPC分类】B21J5/00
【公开号】CN105478642
【申请号】CN201510869415
【发明人】陈明, 卢艳, 郑永灵, 田丰, 喻淼真
【申请人】贵州安大航空锻造有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月2日