50°C -400°C进行芯轴拔长； 第十步，加热：将芯轴拔长后的坯料加热至460°C ±5°C ; 第十一步，平端面：将第十步中加热后的坯料放在预热至350°C -400°C的砧板上进行 平端面工序； 第十二步，加热：将平端面后的坯料加热至460°C ±5°C ; 第十三步，马架扩孔：将Φ330πιπι芯棒预热至350°C _400°C进行扩孔； 第十四步，加热：将扩孔后的坯料加热至460°C ±5°C ; 第十五步，平端面：将第十四步中加热的坯料放在预热至350°C _400°C的砧板上进行 平端面工序； 第十六步，加热：将平端面后的坯料加热至460°C ±5°C ; 第十七步，辗环：将扩孔后的铝合金预轧件用5m径轴向数控辗环机以0. lmm/ s-0. 3mm/s的速度均勾连续进行辗制成高筒件； 第十八步，热处理：将成型后的高筒件进行热处理，固溶温度为500°C，固溶保温时间 为4小时，一级时效为当前温度下放置48小时；二级时效的温度为150°C _170°C，时效保温 时间为7-12小时； 第十九步，机加工：将热处理后的高筒件加工成所需尺寸。
[0016] 其中，第四步、第七步、第九步、第十三步、第十七步的加工过程中每步变形量均大 于等于50% ;最大限度的减少高筒环锻件组织和性能的各向异性。
[0017] 成型过程中，预热所有需要使用的模具(包括上、下砧板、冲子、扩孔芯棒、乳辊）至 350°C -400°C，且在模具内均匀涂抹润滑剂，润滑剂包括配比为3 :5 :2的动物油脂、石墨和 水；通过热模锻造、扩孔及辗环可以有效提高材料的利用率；预热和润滑模具使得成型过 程更加简便，减少裂纹、折叠等缺陷。
[0018] 上述加工步骤中的加热步骤均将坯料加热至460°C ±5°C，并保证炉温的均匀性， 以提高材料的塑变性能。
[0019] 如图3、图4、图5所示，是热处理后高筒件的切向、轴向、径向三个方向微观组织 图，可以观察到铝合金高筒件各个方向的显微组织均达标，且晶粒大小较为接近。
[0020] 与此同时，对进行热处理后的高筒件沿圆周均布90°分别取切向、轴向和径向试 样进行力学性能测试，其结果如下表所示：
【主权项】
1. 一种铝合金高筒件加工工艺，其特征在于：包括如下加工步骤： 第一步，准备原材料：所述原材料为通过半连续铸造铸成铝合金圆棒料； 第二步，下料：将原材料锯切成棒料； 第三步，加热：将第二步中的棒料室温装炉，加热至460°C±5°C; 第四步，锻造：在3600T液压机上进行锻造，其温度保持在420°C_450°C之间，所述锻造 过程如下：先轴向镦粗，然后进行两次径向拔长、镦粗，再轴向拔长，接着倒棱、滚圆、镦粗、 平端面，最后冲孔； 第五步，机加工：将锻造冲孔后的坯料空冷至室温，用卧式车床清理锻造缺陷； 第六步，加热：将机加工后的坯料室温装炉，加热至460°C±5°C; 第七步，马架扩孔：将〇270mm芯棒预热至350°C_400°C对第六步中加热后的坯料进行 扩孔； 第八步，加热：将扩孔后的坯料加热至460°C±5°C; 第九步，芯轴拔长：将〇350mm芯棒预热至350°C-400°C进行芯轴拔长； 第十步，加热：将芯轴拔长后的坯料加热至460°C±5°C; 第十一步，平端面：将第十步中加热的坯料放在预热至350°C-400°C的砧板上进行平 端面工序； 第十二步，加热：将平端面后的坯料加热至460°C±5°C; 第十三步，马架扩孔：将(6330111111芯棒预热至350°C_400°C进行扩孔； 第十四步，加热：将扩孔后的坯料加热至460°C±5°C; 第十五步，平端面：将第十四步中加热的坯料放在预热至350°C_400°C的砧板上进行 平端面工序； 第十六步，加热：将平端面后的坯料加热至460°C±5°C; 第十七步，辗环：将扩孔后的铝合金预轧件用5m径轴向数控辗环机以0.lmm/s-0. 3mm/s的速度均勾连续进行辗制成高筒件； 第十八步，热处理：将成型后的高筒件进行热处理，固溶温度为500°C，固溶保温时间 为4小时，一级时效为当前温度下放置48小时；二级时效的温度为150°C_170°C，时效保温 时间为7-12小时； 第十九步，机加工：将热处理后的高筒件加工成所需尺寸。
2. 如权利要求1所述的一种铝合金高筒件加工工艺，其特征在于：所述第四步、第七 步、第九步、第十三步、第十七步的加工过程中每步变形量均大于等于50%。
3. 如权利要求1所述的一种铝合金高筒件加工工艺，其特征在于：成型过程中，预热所 有需要使用的模具至350°C_400°C，且在模具内均匀涂抹润滑剂，所述润滑剂包括动物油 月旨、石墨和水。
4. 如权利要求3所述的一种铝合金高筒件加工工艺，其特征在于：所述润滑剂的动物 油月旨、石墨和水的配比分别为3 :5 :2。
【专利摘要】本发明涉及一种铝合金高筒件加工工艺，包括以下工艺过程：准备原材料→下料→加热→锻造→机加工→加热→马架扩孔→加热→芯轴拔长→加热→平端面→加热→马架扩孔→加热→平端面→加热→辗环→热处理→机加工；本发明通过热模锻轧及优化的热处理方法，成型后的高筒件机次品率明显减少，铝合金高筒件的各向异性也明显减小，节省了后期加工整形的成本，使材料利用率大幅提高，尤其是铝合金延展性得到有效扩展，该高筒件主要用于航空航天等领域，经过该工艺加工后的工件完美实现了航天飞行器的轻量化目标。
【IPC分类】B23P15-00
【公开号】CN104759850
【申请号】CN201510157528
【发明人】王健, 卢雅琳, 李姚君, 李湘军, 郜均虎, 刘其源
【申请人】无锡市派克重型铸锻有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月3日