本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

2024鋁合金又稱為高強度硬鋁，其擠壓型材主要應(yīng)用于飛機機身框架、機翼桁條、翼肋等受力結(jié)構(gòu)件，其中2024鋁合金擠壓角型材產(chǎn)品大部分依賴進口，國內(nèi)只有少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)，但目前仍存在較多問題，主要體現(xiàn)：(1)2024鋁合金強度較高，擠壓變形抗力較大，難于擠壓成型，差產(chǎn)品，且尺寸公差難以保證；(2)型材擠壓效率過低；(3)立式淬火后型材變形及回彈性較大，致使整形較困難，成品率較低至35％左右。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高強2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，以解決該型材產(chǎn)品成品率及生產(chǎn)效率低的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種高強2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，具體以下步驟：

(1)對模具進行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導流結(jié)構(gòu)；

(2)對鑄棒進行均勻化處理，即均勻化溫度為480～500℃，時間為20～30h；

(3)對鑄棒進行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對鑄棒、模具和擠壓筒分別預熱至400～420℃、440～460℃和440～460℃，及在擠壓中對型材擠壓出口速度提升至0.8m/min-1.0m/min；

(4)對型材進行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實施拉伸，拉伸伸長量為1％-1.5％；

(5)對型材進行淬火加熱處理，即將拉伸后的型材送入立式淬火裝置并實施淬火加熱，淬火溫度為450～470℃，淬火方式為水霧淬火；

(6)對型材進行拉伸矯直處理，即將淬火加熱后的型材夾入拉伸矯直裝置并實施拉伸、矯直，拉伸時間為淬火后2h以內(nèi)，拉伸伸長量為0.3％-0.5％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以內(nèi)，平面間隙為0.3mm以下；

(7)對型材進行自然時效處理，即將拉伸矯直后的型材在空氣中自然冷卻至室溫，時效時間為96h以上。

進一步，所述導流結(jié)構(gòu)為在擠壓槽的兩端頭設(shè)有導流坑，導流坑深度為擠壓槽深度的1.1～1.3倍，且導流坑與擠壓槽之間的連接處為圓弧過渡。

進一步，在步驟5)中，對淬火加熱時型材實施分散吊裝。

進一步，在步驟6)中，矯直完成后，切斷型材兩端的夾持部，保留中間部分。

進一步，在步驟7)之前，對型材進行人工時效處理，即將拉伸矯直后的型材裝入帶有循環(huán)熱風裝置的時效爐中并實施二階段的人工時效，第一階段的溫度為280～320℃，時間為15～20h，第二階段的溫度為145～170℃，時間為6～10h。

進一步，裝爐時，確保型材之間有大于1mm的間隙，使其熱處理均勻。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

1、與現(xiàn)有平模比較通過增加模具導流結(jié)構(gòu)，減小工作帶尺寸有效降低了擠壓抗力、提高型材尺寸精度。

2、與現(xiàn)有擠壓工藝比較，通過優(yōu)化擠壓工藝參數(shù)，使各影響因素合理匹配，最終將角型材擠壓效率由0.3m/min-0.5m/min提高到0.8m/min-1.0m/min，從而擠壓生產(chǎn)效率提高近1倍。

3、與現(xiàn)有熱處理工藝比較，在進行熱處理前型材增加了一道拉伸工藝，最終型材縱向彎曲度由2-3mm/m降低到1mm/m以內(nèi)，平面間隙由0.3mm-0.5mm降低到0.3mm以下，成品率達55％以上，從而解決了角型材熱處理變形較大問題，使得成品率提高至少20％。

4、本發(fā)明在淬火加熱處理后，型材變形較小，極大提高成品率，同時還降低后續(xù)矯直整形的難度。

本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明的模具結(jié)構(gòu)化的俯視圖；

圖3為圖2在一個方向上的立體圖；

圖4為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的型材晶粒組織對比圖，其中a為現(xiàn)有技術(shù)，b為本發(fā)明。

附圖標記：1為模具，2為擠壓槽，3為導流坑，4為圓弧過渡，5為成型腔。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應(yīng)當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1：

如圖1的生產(chǎn)工藝流程所示，本發(fā)明提供的一種高強2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，具體以下步驟：

(1)對模具進行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導流結(jié)構(gòu)；

(2)對鑄棒進行均勻化處理，即均勻化溫度為485℃，時間為22h；

(3)對鑄棒進行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對鑄棒、模具和擠壓筒分別預熱至410℃、450℃和445℃，及在擠壓中對型材擠壓出口速度可提升至0.8m/min；

(4)對型材進行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實施拉伸，拉伸伸長量為1％；

(5)對型材進行淬火加熱處理，即將拉伸后的型材送入立式淬火裝置并實施淬火加熱，淬火溫度為460℃，淬火方式為水霧淬火；

(6)對型材進行拉伸矯直處理，即將淬火加熱后的型材夾入拉伸矯直裝置并實施拉伸、矯直，拉伸時間為淬火后2h以內(nèi)，拉伸伸長量為0.3％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以內(nèi)，平面間隙為0.3mm以下；

(7)對型材進行自然時效處理，即將拉伸矯直后的型材在空氣中自然冷卻至室溫，時效時間為100h。

通過采用上述方案，本發(fā)明與現(xiàn)有擠壓工藝相較，通過優(yōu)化擠壓工藝參數(shù)，使各影響因素合理匹配，最終將角型材擠壓效率由0.3m/min-0.5m/min提高到0.8m/min，從而擠壓生產(chǎn)效率提高近1倍多；同時，本發(fā)明與現(xiàn)有熱處理工藝比較，在進行熱處理前型材增加了一道拉伸工藝，最終型材縱向彎曲度由2-3mm/m降低到1mm/m以內(nèi)，平面間隙由0.3mm-0.5mm降低到0.3mm以下，成品率達55％以上，從而解決了角型材熱處理變形較大問題，使得成品率提高至少20％；此外，本發(fā)明在淬火加熱處理后，型材變形較小，極大提高成品率，同時還降低后續(xù)矯直整形的難度。并結(jié)合圖4的晶粒對比圖可以看出，本發(fā)明制備的型材晶粒組織相較于傳統(tǒng)工藝制備的更加細化，即原來粗大的晶粒被有效分割成多個較小的晶粒，從而達到細化型材晶粒的作用。

如圖2-3所示，本實施例中，所述模具1為圓柱形結(jié)構(gòu)，其中心部位設(shè)置有內(nèi)凹的擠壓槽2，該擠壓槽2內(nèi)設(shè)有貫穿的成型腔5，所述導流結(jié)構(gòu)為在模具1的擠壓槽2的兩端頭設(shè)有導流坑3，用于促進鑄棒流動，導流坑3呈喇叭口結(jié)構(gòu)，其深度為擠壓槽2深度的1.1～1.3倍，本例優(yōu)選的為1.15倍，且導流坑3與擠壓槽2之間的連接處為圓弧過渡4。這樣，本發(fā)明與現(xiàn)有平模比較通過增加模具導流結(jié)構(gòu)，從而有利于減小型材工作帶尺寸，及有效降低了擠壓抗力、提高型材尺寸精度。

本實施例中，在型材經(jīng)過第一道拉伸處理后，對其進行下一步的立式淬火加熱時，型材實施分散吊裝，不進行受力捆綁。這樣，利于降低后續(xù)拉伸矯直的困難度，并提高成品率。

實施例2：

本實施例與實施例1不同之處在于：在步驟2)中，均勻化處理溫度為495℃，時間為28h；在步驟3)中，在擠壓前對鑄棒、模具和擠壓筒分別預熱至415℃、455℃和450℃，及在擠壓中對型材擠壓出口速度可提升至0.9m/min；在步驟4)中，拉伸伸長量為1.2％；在步驟5)中，淬火溫度為465℃；在步驟6)中，拉伸伸長量為0.4％；并隨后立即整形，并在矯直完成后，切斷型材兩端的夾持部，保留中間部分。通過采用上述方案，本發(fā)明可將角型材擠壓效率提高到0.9m/min，且晶粒細化程度較高。

實施例3：

本實施例與上述實施例不同之處在于：在步驟2)中，均勻化處理溫度為490℃，時間為25h；在步驟3)中，在擠壓前對鑄棒、模具和擠壓筒分別預熱至420℃、460℃和460℃，及在擠壓中對型材擠壓出口速度可提升至1.0m/min；在步驟4)中，拉伸伸長量為1.5％；在步驟5)中，淬火溫度為470℃；在步驟6)中，拉伸伸長量為0.5％；并隨后立即整形，并在矯直完成后，切斷型材兩端的夾持部，保留中間部分；在步驟7)之前，對型材還進行人工時效處理，即將拉伸矯直后的型材裝入帶有循環(huán)熱風裝置的時效爐中并實施二階段的人工時效，第一階段的溫度為280～320℃，時間為15～20h，第二階段的溫度為145～170℃，時間為6～10h。裝爐時，確保型材之間有大于1mm的間隙，使其熱處理均勻。通過采用上述方案，本發(fā)明可將角型材擠壓效率提高到1.0m/min，且晶粒更加細化。

本發(fā)明主要針對高強2024鋁合金薄壁角型材擠壓工藝技術(shù)進行研究，通過模具優(yōu)化設(shè)計、擠壓、拉伸及熱處理工藝開發(fā)等相結(jié)合，最終實現(xiàn)提高該型材產(chǎn)品成品率和生產(chǎn)效率，可替代國外進口產(chǎn)品。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。