一种去除残余应力的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种去除残余应力的方法，用于去除铝合金环形件和铝合金筒形件的残余应力，包括步骤：准备坯料；制备试件，将坯料环轧至设计尺寸，得到初始试件；加热试件，将初始试件放置于淬火炉中加热至预设温度，得到第一试件；淬火，将加热后的第一试件进行淬火处理，得到第二试件；压缩冷变形，采用径轴向环轧机对第二试件进行压缩冷变形，得到第三试件；多级时效，将第三试件放置于时效炉中，进行阶梯式保温，得到第四试件；出炉空冷，将第四试件从时效炉中取出，放置于空气中进行冷却，得到成品试件。本发明专利技术提供的去除残余应力的方法，通过径轴向环轧机对铝合金试件进行压缩冷变形，保证了铝合金试件尺寸的均匀性，降低了生产成本。生产成本。生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种去除残余应力的方法


[0001]本专利技术涉及金属件热处理
，更具体地说，涉及一种去除残余应力的方法。

技术介绍

[0002]铝合金环形件和铝合金筒形件是运载火箭箭体结构中两种典型的回转体构件，一般用于受力情况较复杂的关键部位。铝合金环形件和铝合金筒形件由于受力情况较为复杂，其内部存在的残余应力会降低构件的使用寿命，并增加突然变形失效的风险，消除残余应力有利于铝合金试件在加工过程中尺寸的稳定性和均匀性，以及确保在使用过程中性能更加稳定可控。
[0003]现有技术中，去除铝合金环形件和筒形件的残余应力的方法主要有冷压缩、冷胀形、振动时效及退火等方法。其中，冷压缩、冷胀形和振动时效方法一般通过对铝合金环形件和筒形件施加外力，使其发生塑性变形或应力叠加，进而改善其中的应力分布状态。采用冷压缩去除铝合金环形件和筒形件的残余应力时，在径向压缩过程中，容易造成试件径向尺寸不均匀，影响试件整体圆度。冷胀形方法虽然在尺寸控制与残余应力消除方面优势明显，但是需要专门购置冷胀形机及配套模具，设备成本较高。
[0004]此外，采用退火的方法消除铝合金环形件和筒形件的残余应力应用较为广泛，但退火将导致铝合金环形件和筒形件的材料强度降低，且加热炉的能耗较大。
[0005]因此，如何在保证去除铝合金试件残余应力的同时，能够降低生产成本，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种去除残余应力的方法，以在保证去除铝合金试件残余应力的同时，能够降低生产成本。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种去除残余应力的方法，用于去除铝合金环形件和铝合金筒形件的残余应力，包括步骤：
[0009]准备坯料，将坯料在坯料加热炉中加热后进行自由锻造；
[0010]制备试件，将所述坯料环轧至设计尺寸，以得到初始试件；
[0011]加热试件，将所述初始试件放置于淬火炉中加热至预设温度，得到第一试件；
[0012]淬火，将加热后的所述第一试件进行淬火处理，得到第二试件；
[0013]压缩冷变形，采用径轴向环轧机对所述第二试件进行压缩冷变形，得到第三试件；
[0014]多级时效，将所述第三试件放置于时效炉中，进行阶梯式保温，得到第四试件；
[0015]出炉空冷，将所述第四试件从时效炉中取出，放置于空气中进行冷却，得到成品试件。
[0016]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述准备坯料的步骤中，所述坯料的加热温度为440℃～460℃；所述坯料的加热系数为1.5min/mm～3.0min/mm。
[0017]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述坯料进行镦粗、拔长、冲孔和扩孔的自由锻造工序。
[0018]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述坯料的开坯方式采用四镦三拔的锻造工艺。
[0019]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述制备试件的步骤中，所述坯料通过适应、提速、稳定轧制、减速和整圆的环轧过程得到所述初始试件。
[0020]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述加热试件的步骤中，所述预设温度为472℃～478℃；所述初始试件的加热系数为2.5min/mm～4.0min/mm。
[0021]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述淬火采用水冷的方式进行冷却，所述水冷的温度为25℃～70℃。
[0022]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述淬火炉中取出的第一试件完全浸入水中的时间间隔小于12s。
[0023]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述成品试件的变形率为2％～5％。
[0024]可选地，在上述去除残余应力的方法中，所述压缩冷变形步骤中，通过喷淋润滑剂对所述径轴向环轧机进行润滑和降温。
[0025]本专利技术提供的去除残余应力的方法，用于去除铝合金环形件和铝合金筒形件的残余应力，包括步骤准备坯料、步骤制备试件、步骤加热试件、步骤淬火、步骤压缩冷变形、步骤多级时效和步骤出炉空冷。其中，在准备坯料步骤中将坯料在坯料加热炉中加热后进行自由锻造；制备试件步骤中将坯料环轧至设计尺寸，以得到初始试件；在加热试件步骤中将初始试件放置于淬火炉中加热至预设温度，得到第一试件；淬火步骤中将加热后的第一试件进行淬火处理，得到第二试件；在压缩冷变形步骤中采用径轴向环轧机对第二试件进行压缩冷变形，得到第三试件；多级时效步骤中将第三试件放置于时效炉中，进行阶梯式保温，得到第四试件；在出炉空冷步骤中将第四试件从时效炉中取出，放置于空气中进行冷却，得到成品试件。
[0026]现有技术中，由于冷压缩在去除试件的残余应力时，采用锻造油压机对试件进行轴向和径向的压缩，易造成试件尺寸的不均匀，影响试件整体的圆度，而冷胀形法则需要专门购置冷胀形机及配套模具，设备成本较高。采用本专利技术提供的去除残余应力的方法，通过将淬火处理后的第二试件，采用径轴向环轧机对其进行压缩冷变形，由于径轴向环轧机对第二试件的轴向和径向进行了约束，有效地避免了第二试件在压缩冷变形步骤中发生尺寸不均匀的现象，且在整个试件去除残余应力的过程中，无需购置配套设备及模具，降低了生产成本。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的去除残余应力的方法的流程图一；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的去除残余应力的方法的流程图二；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的去除残余应力的方法的流程图三。
具体实施方式
[0031]本专利技术的核心在于提供一种去除残余应力的方法，以在保证去除铝合金试件残余应力的同时，能够降低生产成本。
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0033]如图1所示，本专利技术实施例公开了一种去除残余应力的方法，用于去除铝合金环形件和铝合金筒形件的残余应力，需要说明的是，本专利技术实施例公开的去除残余应力的方法对于铝合金环形件和铝合金筒形件均适用，本专利技术实施例仅以7050铝合金环形件为例进行解释和说明。其中，去除残余应力的方法，包括：
[0034]步骤S100，准备坯料；
[0035]将坯料在坯料加热炉中加热后进行自由锻造。具体地，将7050铝合金铸锭放置于坯料加热炉中加热至440℃～460℃，并保温一段时间，以使7050铝合金铸锭温度更加均匀。需要说明的是，保温持续时间按照最大热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除残余应力的方法，用于去除铝合金环形件和铝合金筒形件的残余应力，其特征在于，包括步骤：准备坯料，将坯料在坯料加热炉中加热后进行自由锻造；制备试件，将所述坯料环轧至设计尺寸，以得到初始试件；加热试件，将所述初始试件放置于淬火炉中加热至预设温度，得到第一试件；淬火，将加热后的所述第一试件进行淬火处理，得到第二试件；压缩冷变形，采用径轴向环轧机对所述第二试件进行压缩冷变形，得到第三试件；多级时效，将所述第三试件放置于时效炉中，进行阶梯式保温，得到第四试件；出炉空冷，将所述第四试件从时效炉中取出，放置于空气中进行冷却，得到成品试件。2.根据权利要求1所述的去除残余应力的方法，其特征在于，所述准备坯料的步骤中，所述坯料的加热温度为440℃～460℃；所述坯料的加热系数为1.5min/mm～3.0min/mm。3.根据权利要求2所述的去除残余应力的方法，其特征在于，所述坯料进行镦粗、拔长、冲孔和扩孔的自由锻造工序。4.根据权利要求3所述的去除残余应...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜敖，黄元春，盛智勇，方清万，李晓勇，范曦，周亮，卜根，付伟雄，胡洪钞，
申请(专利权)人：湖南中创空天新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：