一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品技术

本发明专利技术属于铝合金锻造相关技术领域，其公开了一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品，包括以下步骤：(1)首先，安装在振动拉压装置上的夹头分别夹持住所述棒料相背的两端，所述振动拉压装置驱动所述夹头带动所述棒料先拉伸距离x，随后反向压缩小于x的距离y，如此按照预定频率持续进行直到完成一个总拉伸过程；随后，振动拉压装置带动棒料由拉伸状态直接反向进行压缩，至此完成一次总拉伸与压缩过程；之后，反复对所述棒料进行预定次数的总拉伸与压缩过程，使得所述棒料发生反复拉伸与压缩变形；(2)对拉压变形后的棒料依次进行锻造及T6热处理，由此得到铝合金锻件。本发明专利技术抑制了粗晶的形成，提高了零件性能，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品
本专利技术属于铝合金锻造相关
，更具体地，涉及一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品。
技术介绍
铝合金密度低、比强度高、耐热和耐腐蚀性能好，是目前最常用的轻量化金属材料之一，铝合金锻件由于组织致密、流线随形、广泛应用于承力件，其制造工艺流程一般为“预热----锻造----T6热处理(适用于可热处理强化铝合金)”。锻造后T6热处理(固溶处理+人工时效)的作用是提高锻件的力学性能，但T6处理时可能产生粗晶，反而降低了冲击韧性等性能，这种现象在采用挤压棒材作为初始坯料的铝合金锻造中尤其容易出现。一个主要原因是：挤压棒材的轴向存在较强的丝织构，锻造时部分区域的变形量较小导致无法弱化织构，随后热处理时，这种较强的单一织构使得部分晶粒的晶界移动性大于另一部分晶粒，从而导致部分晶粒异常长大，形成粗晶。粗晶的存在会使得成品零件的耐腐蚀性能、韧性受到较大影响，产品的使用寿命明显缩短。因此，减少或者避免粗晶的产生已经成为铝合金锻件生产和研究中面临的重大问题之一。目前，减少铝合金锻件粗晶的方法有很多，但各有缺点：1.通过提高锻造温度的方式来减少粗晶，但对于铝合金锻件而言，锻造温度范围窄，且锻造时变形产生的热量易导致温度升高，温度变化难以控制，容易产生过烧现象；2.等温变向自由锻，可以有效避免粗大晶粒的产生，但这种方法要求模具温度比较高，导致模具寿命短；3.改变固溶温度来抑制粗晶形成的方法，但这种方法适用范围较窄，需要对每种铝合金材料进行测试从而选取合适的固溶温度，操作比较繁琐且误差较大，很难实现统一的温度制度。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品，其采用了振动辅助反复拉压方式，可以有效地减少铝合金锻件在T6热处理过程中所面临的粗晶问题，有效提高了零件的性能，同时对生产线改动较小，实施方便，投资成本较低，易于实现自动化生产，克服了现有的铝合金锻工艺的不足及铝合金锻件易出现粗晶的问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)对预热到锻造温度后的棒料进行振动辅助反复拉压变形：首先，安装在振动拉压装置上的夹头分别夹持住所述棒料相背的两端，所述振动拉压装置驱动所述夹头带动所述棒料先拉伸距离x，随后反向压缩小于x的距离y，如此按照预定频率持续进行直到完成一个总拉伸过程；随后，所述振动拉压装置带动所述棒料由拉伸状态直接反向进行压缩，以将所述棒料压缩至原始长度，至此完成一次总拉伸与压缩过程；之后，反复对所述棒料进行预定次数的总拉伸与压缩过程，使得所述棒料发生反复拉伸与压缩变形；(2)对拉压变形后的棒料依次进行锻造及T6热处理，由此得到铝合金锻件。进一步地，x为8cm，y为4cm。进一步地，所述夹头的温度与所述棒料的温度保持一致。进一步地，总拉伸与压缩过程中采用的振动频率为5Hz～20Hz。进一步地，单次总拉伸过程中的棒料变形程度相同，变形程度为棒料长度的10％～15％。进一步地，所述预定次数为1次～5次。进一步地，步骤(1)之前还包括对棒料进行预热的步骤，棒料的预热包括以下步骤：首先，位于加热炉前的工业机器人夹取棒料并放置于网带式加热炉的专用定位机构上；之后，所述棒料在所述网带式加热炉内部随着专用定位机构向前缓慢运动并在所述加热炉内部被均匀加热，到达加热炉尾部时，所述棒料被加热到设定的锻造温度。进一步地，步骤(2)中，将锻造得到的零件放置在530℃的加热炉中保温2.5小时，随后淬火；然后在170℃的加热炉中保温10个小时进行时效。进一步地，所述锻造温度为500℃或者480℃。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种铝合金锻件，所述铝合金锻件是采用如上所述的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法制备而成的。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法及产品主要具有以下有益效果：1.本专利技术提出了振动辅助反复拉压变形的棒料处理方式，在不改变或者较小的改变棒料形状的情况下弱化其丝织构，有效地减轻了其经锻造后、在热处理时发生晶粒异常长大的趋势，从而抑制粗晶的形成，提高了零件性能。2.所述制备方法在锻件生产流程中加入了棒料反复拉压处理工序，对生产线改动较小，实施方便，投资成本低。3.所述制备方法的操作过程稳定可靠，与前、后工序容易衔接，便于实现整个生产流程的自动化，从而保证高效率。4.所述制备方法的流程简单，易于实施，适用性较强。附图说明图1是本专利技术提供的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法的流程示意图；图2是图1中的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法涉及的棒料的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1及图2，本专利技术提供的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：步骤一，预热棒料。具体地，首先，位于加热炉前的工业机器人夹取棒料并放置于网带式加热炉的专用定位机构上；之后，所述棒料在所述网带式加热炉内部随着专用定位机构向前缓慢运动并在所述加热炉内部被均匀加热，到达加热炉尾部时，所述棒料达到设定的锻造温度。本实施方式中，所述棒料为两端直径大于中部直径的骨头状，两端与中部的连接处由斜角过渡；具体地，所述棒料包括第一端部、第二端部、中间部、第一过渡部及第二过渡部，所述第一过渡部连接所述第一端部及所述中间部的一端，所述第二过渡部连接所述中间部的另一端及所述第二端部，所述第一过渡部的直径及所述第二过渡部的直径分别沿相反的方向逐渐减小。其中，所述第一端部的直径与所述第二端部的直径相等；所述中间部的直径为所述第一端部直径的70％～95％，所述第一端部的长度与所述第二端部的长度相等，所述第一端部的长度为所述棒料整体长度的10％～14％，所述第一过渡部的倾角为60°～85°。步骤二，对预热到锻造温度后的棒料进行振动辅助反复拉压变形。具体地，首先，安装在振动拉压装置上的夹头分别夹持住所述棒料相背的两端，所述振动拉压装置驱动所述夹头带动所述棒料先拉伸距离x，随后反向压缩小于x的距离y，如此按照预定频率持续进行直到完成一个总拉伸过程；随后，所述振动拉压装置带动所述棒料由拉伸状态直接反向进行压缩，以将所述棒料压缩至原始长度，至此完成一次总拉伸与压缩过程；之后，反复对所述棒料进行预定次数的总拉伸与压缩过程，使得所述棒料发生反复拉伸与压缩变形。本实施方式中，所述夹头的温度与所述棒料的温度保持一致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：/n(1)对预热到锻造温度后的棒料进行振动辅助反复拉压变形：首先，安装在振动拉压装置上的夹头分别夹持住所述棒料相背的两端，所述振动拉压装置驱动所述夹头带动所述棒料先拉伸距离x，随后反向压缩小于x的距离y，如此按照预定频率持续进行直到完成一个总拉伸过程；随后，所述振动拉压装置带动所述棒料由拉伸状态直接反向进行压缩，以将所述棒料压缩至原始长度，至此完成一次总拉伸与压缩过程；之后，反复对所述棒料进行预定次数的总拉伸与压缩过程，使得所述棒料发生反复拉伸与压缩变形；/n(2)对拉压变形后的棒料依次进行锻造及T6热处理，由此得到铝合金锻件。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)对预热到锻造温度后的棒料进行振动辅助反复拉压变形：首先，安装在振动拉压装置上的夹头分别夹持住所述棒料相背的两端，所述振动拉压装置驱动所述夹头带动所述棒料先拉伸距离x，随后反向压缩小于x的距离y，如此按照预定频率持续进行直到完成一个总拉伸过程；随后，所述振动拉压装置带动所述棒料由拉伸状态直接反向进行压缩，以将所述棒料压缩至原始长度，至此完成一次总拉伸与压缩过程；之后，反复对所述棒料进行预定次数的总拉伸与压缩过程，使得所述棒料发生反复拉伸与压缩变形；
(2)对拉压变形后的棒料依次进行锻造及T6热处理，由此得到铝合金锻件。


2.如权利要求1所述的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，其特征在于：所述夹头的温度与所述棒料的温度保持一致。


3.如权利要求1所述的基于振动辅助反复拉压的铝合金锻件制备方法，其特征在于：总拉伸与压缩过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊，曾凡宜，王新云，郭鹏，金俊松，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42