2618a铝合金叶轮锻件的锻造方法
【专利摘要】本
【申请人】提供了一种2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法：(1)下料、加热、一次锻造：坯料加热温度控制在430～440℃，锻件变形量控制在40％以下；(2)切边、水冷：切边后采用水冷，水温20～30℃；(3)二次锻造：水冷后进行二次锻造，锻件温度为常温，锻件变形量控制在2～5％；(4)固溶：530℃下保温60分钟，然后随炉升温至540℃保温10分钟，然后水冷，水冷温度为40～50℃，淬火过程水温升温≤10℃；(5)时效：固溶后需在室温下放置最少4小时，最长不超过20小时，然后在193℃下保温22小时后空冷至室温。本方法能有效减少2618A铝合金锻件的残余应力，使成品尺寸变形的问题得到了解决。
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金叶轮锻造技术领域，尤其是涉及一种2618A铝合金叶轮锻件的 锻造方法。 2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法
【背景技术】
[0002] 2618A铝合金材料是可热处理强化的Al-Cu-Mg-Fe-Ni系列合金，因硅含量较少其 热强性相对较高，热态下具有高度可塑性，合金的耐蚀性尚可，可切削性尚好。用于制造内 燃机活塞和在高温下工作的复杂锻件，如压气机叶轮、鼓风机叶轮等。
[0003] 2618A铝合金叶轮锻件，主要用于涡轮增加系统，为受力结构件。其锻造后的锻件 形状如图1所示，锻件机加工后的产品形状如图2所示。锻件主体1经过后续加工成为叶轮主 体2。产品尺寸精度要求较高，如图3所示，叶轮剖面3中，中心轴孔0D尺寸公差<0.007mm， 两端面与中心轴孔0D的跳动<0.005mm。
[0004] 锻件热处理要求为固溶时效处理，锻造工艺流程一般为：下料 加热 锻 造--切边--固溶--时效--表面处理--包装入库。常规的始锻温度450 °C~470 °C，保温系数1.5~2.0;热处理温度为锻件在530°C下保温60分钟然后水冷，水冷温度为多 60°C，然后再在193°C下保温22小时后空冷至室温。
[0005] 根据上述工艺流程、锻造及热处理温度进行试制，锻件经机加工后发现中心轴孔 0D的尺寸以及两端面的跳动远不能满足设计要求。其主要因素是锻件内部残余应力，在 机加工后释放造成成品尺寸超设计要求。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的上述问题，本
【申请人】提供了一种2618A铝合金叶轮锻件的锻 造方法。本方法能有效减少2618A铝合金锻件的残余应力，使成品尺寸变形的问题得到了解 决。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] 本
【申请人】提供了一种2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法，具体步骤如下：
[0009] (1)下料、加热、一次锻造:坯料加热温度控制在430~440°C，锻件变形量控制在 40 %以下；
[0010] (2)切边、水冷:切边后采用水冷，水温控制在20~30°C，连续生产过程水温不应超 过35°C，水冷时间最少5分钟，并在2小时内完成二次锻造；
[0011] (3)二次锻造:水冷后进行二次锻造，锻件温度为常温，锻件变形量控制在2~5%;
[0012] (4)固溶:530°C下保温60分钟，然后随炉升温至540°C保温10分钟，然后水冷，水冷 温度为40~50°C，淬火过程水温升温<10°C ;
[0013] (5)时效：固溶后需在室温下放置最少4小时，最长不超过20小时，然后在193°C下 保温22小时后空冷至室温。
[0014] 本发明有益的技术效果在于：
[0015] 一次锻造的始锻温度超过440°C时，容易在锻件外表面形成一层粗晶环;但是始锻 温度过低时，锻造过程材料容易开裂;并且当一次锻造的变形量过大时容易在锻件应变过 渡区域(锻件成型过程，应变大的区域与相邻应变小的区域)形成大的粗晶。因此，严格控制 一次锻造的温度和变形量是得到性能优良的成品的基础。
[0016] 为了减少锻件的残余应力，需要获得均匀的晶粒度，一次锻造后立即水冷然后再 进行2%~5%的塑形变形，这样可以改善锻件内部晶粒的尺寸大小，使锻件芯表晶粒均匀。 改善后续热处理时锻件晶粒的弥散度和均匀性，避免出现晶粒粗大或分布不均。冷锻过程 能使锻件晶粒细化，避免混晶，进而减少锻造残余应力。
[0017] 然后再进行固溶、时效处理，能够明显减少锻件残余应力对机加工尺寸的影响，保 证了中心轴孔尺寸以及端面的跳动公差，提高了设备的利用率，也提高了生产效率。
【附图说明】
[0018] 图1为2618A铝合金叶轮锻件的结构示意图；
[0019] 图2为锻件加工后的成品结构示意图；
[0020] 图3为成品关键尺寸公差要求示意图；
[0021 ]图中，1为锻件主体，2为叶轮主体，3为叶轮剖面。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
[0023] 实施例1
[0024]本
【申请人】提供了一种2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法，具体步骤如下：
[0025] (1)下料、加热、一次锻造:坯料加热温度控制在440°C，锻件变形量控制在36% ;
[0026] (2)切边、水冷:切边后采用水冷，水温控制在30°C，连续生产过程水温不应超过35 °C，水冷时间最少5分钟，并在2小时内完成二次锻造；
[0027] (3)二次锻造:水冷后进行二次锻造，锻件温度为常温，锻件变形量控制在5%;
[0028] (4)固溶:530°C下保温60分钟，然后随炉升温至540°C保温10分钟，然后水冷，水冷 温度为50°C，淬火过程水温升温<10°C ;
[0029] (5)时效：固溶后需在室温下放置最少4小时，最长不超过20小时，然后在193°C下 保温22小时后空冷至室温。
[0030] 实施例2
[0031] 本
【申请人】提供了一种2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法，具体步骤如下：
[0032] (1)下料、加热、一次锻造:坯料加热温度控制在430°C，锻件变形量控制在26% ;
[0033] (2)切边、水冷:切边后采用水冷，水温控制在20°C，连续生产过程水温不应超过35 °C，水冷时间最少5分钟，并在2小时内完成二次锻造；
[0034] (3)二次锻造:水冷后进行二次锻造，锻件温度为常温，锻件变形量控制在2%;
[0035] (4)固溶:530°C下保温60分钟，然后随炉升温至540°C保温10分钟，然后水冷，水冷 温度为40°C，淬火过程水温升温<10°C ;
[0036] (5)时效：固溶后需在室温下放置最少4小时，最长不超过20小时，然后在193°C下 保温22小时后空冷至室温。
[0037] 测试例：
[0038] 1、产品精度检测
[0039] 对采用实施例1提供的方法加工得到的产品进行抽样检查，结果如表1所示。
[0042]从表1的数据可以看到，本锻造方法制备得到的叶轮锻件，通过工艺参数的改进， 能够加工出合格的产品。
[0043] 2、晶相分析
[0044] 通过显微组织观察发现，经过本发明锻造处理后，铝合金叶轮内部晶体已经完全 再结晶，晶粒大小相似，无粗晶存在，组织中滑移线很少，表明在锻造时很好的控制了晶粒 的位错和滑移。
[0045] 3、机械性能检测
[0046] 对采用实施例1提供的方法加工得到的产品进行机械性能测试，其平均屈服强度 为423Mpa，平均拉伸强度为453Mpa，平均延伸率为9.3 %。
[0047] 对采用实施例2提供的方法加工得到的产品进行机械性能测试，其平均屈服强度 为428Mpa，平均拉伸强度为456Mpa，平均延伸率为10.1%。
[0048] 从上面的数据可以看到，当锻造加工时控制变形量比较小时，得到的产品机械性 能更好。
【主权项】
1.2618A铝合金叶轮锻件的锻造方法，其特征在于具体步骤如下： (1) 下料、加热、一次锻造:坯料加热温度控制在430~440 °C，锻件变形量控制在40 %以 下； (2) 切边、水冷:切边后采用水冷，水温控制在20~30°C，连续生产过程水温不应超过35 °C，水冷时间最少5分钟，并在2小时内完成二次锻造； (3) 二次锻造:水冷后进行二次锻造，锻件温度为常温，锻件变形量控制在2~5%; (4) 固溶:530°C下保温60分钟，然后随炉升温至540°C保温10分钟，然后水冷，水冷温度 为40~50°C，淬火过程水温升温<10°C ; (5) 时效：固溶后需在室温下放置最少4小时，最长不超过20小时，然后在193°C下保温 22小时后空冷至室温。
【文档编号】C22F1/057GK106086734SQ201610658398
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月11日 公开号201610658398.7, CN 106086734 A, CN 106086734A, CN 201610658398, CN-A-106086734, CN106086734 A, CN106086734A, CN201610658398, CN201610658398.7
【发明人】孙浩明, 陈瑞钢
【申请人】江苏亚太安信达铝业有限公司