本發(fā)明涉及鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

6a02鋁合金指牌號為6a02的鍛鋁，主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等。高強(qiáng)6a02鋁合金鍛件為珠海格力電器股份有限公司特種空調(diào)離心壓縮機(jī)使用。該類特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件，共31種鍛件，鍛件最小厚度40mm，最大厚度160mm，最小外徑尺寸φ180，最大外徑尺寸φ530，產(chǎn)品規(guī)格眾多；鍛件性能要求較高，產(chǎn)品性能指標(biāo)高屈服強(qiáng)度高達(dá)245mpa。

但是，按照原有常規(guī)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)該類鍛件產(chǎn)品合格率較低，屈服強(qiáng)度、延伸率不合格率約30％左右，鍛件低倍粗晶6級-8級，嚴(yán)重影響鍛件質(zhì)量及保供。

綜上所述，如何提高6a02鍛件性能合格率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

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特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法，以提高6a02鍛件性能合格率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法，包括步驟：

1)對鑄錠進(jìn)行加熱鍛造，鍛造變形方式為：當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于預(yù)設(shè)鍛件厚度且所述鑄錠的高徑比∈最佳高徑比范圍時，直接鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于所述預(yù)設(shè)鍛件厚度，且所述鑄錠的高徑比小于最佳高徑比范圍的最小值時，將鑄錠拔長至最佳高徑比范圍，再鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度大于或等于所述預(yù)設(shè)鍛件厚度時，依次進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗；

2)將所述鍛件機(jī)加工成所需要的尺寸；

3)對所述鍛件進(jìn)行熱處理。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，所述步驟1)中所述預(yù)設(shè)鍛件厚度為90-110mm。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，最佳高徑比范圍為[2.5，3]。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，所述步驟1)中鍛造工藝采用500℃加熱保溫，開鍛溫度≥480℃，終鍛溫度≥400℃。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，所述步驟3)中的熱處理采用的時效溫度為155-165℃，空氣保溫13小時，總加熱13-15小時。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，所述步驟3)中的熱處理采用的淬火溫度為515-525℃。

優(yōu)選的，上述生產(chǎn)方法中，所述步驟3)之后還包括步驟：

4)對熱處理后的所述鍛件進(jìn)行探傷、取樣。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法首先對鑄錠進(jìn)行加熱鍛造，鍛造變形方式為：當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于預(yù)設(shè)鍛件厚度且鑄錠的高徑比∈最佳高徑比范圍時，直接鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于預(yù)設(shè)鍛件厚度，且鑄錠的高徑比小于最佳高徑比范圍的最小值時，將鑄錠拔長至最佳高徑比范圍，再鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度大于或等于預(yù)設(shè)鍛件厚度時，依次進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗；然后將鍛件機(jī)加工成所需要的尺寸；最后對鍛件進(jìn)行熱處理。

本發(fā)明能夠根據(jù)不同的鍛件厚度和不同的鑄錠高徑比，選擇不同的鍛造變形方式，從而保證鍛件低倍不出現(xiàn)粗晶，鍛件性能超縱向標(biāo)準(zhǔn)較多，富余量較大且穩(wěn)定，提高了鍛件組織性能，所以提高了6a02鍛件性能合格率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例在時效溫度為160℃、鍛件的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的時效曲線示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例在時效溫度為160℃、鍛件的延伸率的時效曲線示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例在時效溫度為177℃、鍛件的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的時效曲線示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例在時效溫度為177℃、鍛件的延伸率的時效曲線示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法，提高了6a02鍛件性能合格率。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參考附圖1，本發(fā)明實施例提供的特種控溫設(shè)備用高強(qiáng)6a02鍛件的生產(chǎn)方法包括步驟：

s1、對鑄錠進(jìn)行加熱鍛造，鍛造變形方式為：當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于預(yù)設(shè)鍛件厚度且鑄錠的高徑比∈最佳高徑比范圍時，直接鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于預(yù)設(shè)鍛件厚度，且鑄錠的高徑比大于最佳高徑比范圍的最小值時，將鑄錠拔長至最佳高徑比范圍，再鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度大于或等于預(yù)設(shè)鍛件厚度時，依次進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗；

s2、將鍛件機(jī)加工成所需要的尺寸；

s3、對鍛件進(jìn)行熱處理。

本發(fā)明能夠根據(jù)不同的鍛件厚度和不同的鑄錠高徑比，選擇不同的鍛造變形方式，從而保證鍛件低倍不出現(xiàn)粗晶，鍛件性能超縱向標(biāo)準(zhǔn)較多，富余量較大且穩(wěn)定，提高了鍛件組織性能，所以提高了6a02鍛件性能合格率。

優(yōu)選的，步驟s1中預(yù)設(shè)鍛件厚度為90-110mm。具體的，預(yù)設(shè)鍛件厚度選為100mm，能夠更精確地選擇所需要的變形方式，提高鍛件組織性能。當(dāng)然，上述預(yù)設(shè)鍛件厚度還可以為95mm或105mm等。

進(jìn)一步的技術(shù)方案中，最佳高徑比范圍為[2.5，3]。當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于100mm且鑄錠的高徑比∈[2.5，3]即≥2.5且≤3時，直接鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于100mm，且鑄錠的高徑比＜2.5時，將鑄錠拔長至[2.5，3]，再鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度大于100mm時，依次進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，能夠使鍛件組織性能達(dá)到最佳。當(dāng)然，上述最佳高徑比范圍也可以為其他數(shù)值范圍，如[2.3，3.2]等。

針對該類高強(qiáng)6a02鋁合金鍛件，技術(shù)難點為鍛件性能要求高，產(chǎn)品性能指標(biāo)高屈服強(qiáng)度高達(dá)245mpa。

鍛件的鍛造變形直接影響鍛件的性能及組織，針對鍛件的特殊技術(shù)要求，需要尋求合適的鍛造變形方案。本發(fā)明通過進(jìn)行鍛造變形工藝試驗研究不同的鍛造變形對鍛件組織及性能的影響。

試驗方案：采用φ238×550鑄錠440-480℃加熱之后，開鍛溫度：430-480℃；終鍛溫度≥350℃。按以下方案鍛造：

(1)按鍛1壓扁至尺寸：φ400+20×150+10。鍛件編號1#。

(2)鐓粗至h＝200-10→拔長至φ230+10×550+10→鐓粗至尺寸：φ400+20×150+10。鍛件編號2#。

(3)按鍛4(h＝200-10，φ230+10)至尺寸：φ400+20×150+10。鍛件編號3#。

按以下制度熱處理：

淬火制度：520±5℃，鹽浴保溫150分鐘，淬火水溫：30-40℃。

時效制度：160±5℃，空氣保溫10小時。

獲得鍛件低倍試驗結(jié)果以及如下表1所示的鍛件性能解剖結(jié)果：

表1——鍛件性能結(jié)果

以上鍛件性能解剖結(jié)果看出，鍛件低倍只要不出現(xiàn)粗晶，鍛件性能超標(biāo)準(zhǔn)較多，富余量較大。目前鍛件只考核縱向標(biāo)準(zhǔn)，按照縱向標(biāo)準(zhǔn)衡量，1#、2#鍛件性能合格富余量較大，且穩(wěn)定。3#鍛件縱向性能波動較大，有不合格。

綜合分析鍛件解剖結(jié)果鍛件的鍛造變形方案選定：

當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于100mm且鑄錠的高徑比≥2.5且≤3時，直接鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度小于100mm，且鑄錠的高徑比＜2.5時，將鑄錠拔長至[2.5，3]，再鐓粗；當(dāng)需要獲得的鍛件厚度大于100mm時，依次進(jìn)行鐓粗、拔長、鐓粗，所有鍛件不采用鍛四生產(chǎn)，能夠使鍛件組織性能達(dá)到最佳。

優(yōu)選的，步驟s1中鍛造工藝采用500℃加熱保溫，開鍛溫度≥480℃，終鍛溫度≥400℃。該合金鍛件容易產(chǎn)生粗晶，粗晶的產(chǎn)生與變形溫度有關(guān)，需要研究鍛件不產(chǎn)生粗晶的變形溫度區(qū)間，從而確定鍛件的加熱溫度，開鍛溫度及終鍛溫度。

本發(fā)明通過進(jìn)行變形溫度工藝試驗研究不同的變形溫度對鍛件組織及性能的影響。

試驗方案：采用φ238×470鑄錠按照表2分組裝爐加熱鍛造：

表2——加熱鍛造分組

單數(shù)鍛件1#、3#、5#、7#、9#，直接鐓粗至φ350+20×150+10。雙數(shù)鍛件2#、4#、6#、8#、10#，鐓粗至h＝200-10→拔長至φ230+10×500+10→鐓粗至尺寸：φ350+20×150+10。按照以下熱處理制度熱處理：

淬火制度：520±5℃，空氣保溫385分鐘，淬火水溫：60-70℃。

時效制度：160±5℃，空氣保溫13小時，總加熱13-15小時。

鍛造過程溫度記錄如下表3所示:

表3——鍛造過程溫度記錄

獲得鍛件低倍試驗結(jié)果以及如下表4所示的鍛件性能解剖結(jié)果：

表4——鍛件性能解剖結(jié)果

試驗結(jié)果分析，1#-4#鍛件，沒有粗晶，鍛件性能超過標(biāo)準(zhǔn)，富余量大。5#、6#鍛件已經(jīng)有鍛件粗晶的趨勢，鍛件有3級左右的晶粒度。7#-10#鍛件不同程度的粗晶，鍛件粗晶越大越多，性能越差。在同一鍛造溫度條件下，變形較小的單數(shù)鍛件比變形大的雙數(shù)鍛件更不易產(chǎn)生粗晶。該合金鍛件若要得到細(xì)晶組織，鍛件性能高，就需要高溫鍛造，采用合適的變形量。

通過以上工藝試驗確認(rèn)鍛件鍛造制度：500℃加熱保溫，開鍛溫度≥480℃，終鍛溫度≥400℃。

進(jìn)一步的技術(shù)方案中，步驟s3中的熱處理采用的時效溫度為155-165(即160±5)℃，空氣保溫13小時，總加熱13-15小時。

高強(qiáng)6a02鍛件性能標(biāo)準(zhǔn)較高，使用原有熱處理制度不能滿足用戶需求，需要針對用戶高性能要求尋求更加合理的熱處理制度。本發(fā)明通過進(jìn)行熱處理工藝試驗，研究不同熱處理制度對鍛件組織及性能的影響。

試驗方案：φ162鑄錠按鍛2壓扁打方至尺寸：350+5×220+5×50+5。2#淬火爐520±5℃，空氣保溫180分鐘，淬火水溫：30-40℃。淬火之后的鍛件取樣送實驗室做時效工藝試驗，試驗取樣要求及制度如下表5所示：

表5——熱處理試驗方案

試驗結(jié)果：鍛件時效曲線如附圖2-圖5所示：

圖2和圖3中的160℃時效曲線顯示，時效時間在13小時、15小時、18小時，鍛件的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率明顯高于標(biāo)準(zhǔn)值，13小時以后鍛件的性能合格，富余量較大，曲線趨勢穩(wěn)定。

圖4和圖5中的177℃時效曲線顯示，鍛件的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度明顯高于標(biāo)準(zhǔn)值，但鍛件延伸率富余量較小。

綜合分析以上時效曲線結(jié)果，鍛件時效制度選定為：160±5℃，空氣保溫13小時。總加熱13-15小時。

為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，步驟s3中的熱處理采用的淬火溫度為520±5(即515-525)℃，空氣保溫時間、淬火水溫按規(guī)程執(zhí)行。能夠使鍛件達(dá)到較好的硬度要求。

為了進(jìn)一步保證鍛件的性能，步驟s3之后還包括步驟s4——對熱處理后的鍛件進(jìn)行探傷、取樣。本發(fā)明通過s4對鍛件進(jìn)行檢測，保證鍛件性能已大幅度提升，未出現(xiàn)鍛件性能不合格整批報廢、重新熱處理、補(bǔ)充時效等現(xiàn)象，已完成指標(biāo)。

現(xiàn)項目研制已成功，自項目實施工藝優(yōu)化以來未出現(xiàn)鍛件因性能不合格整批報廢，鍛件性能大幅度提升，性能合格率100％，滿足用戶高性能要求，鍛件組織有較大改善。自產(chǎn)品11月工藝定型以來，共計生產(chǎn)交貨41批次鍛件，24批次鍛件低倍組織未見缺陷，16批次鍛件低倍邊部粗晶，邊部粗晶不影響零件加工，1批次滿面粗晶，但性能滿足要要求。已完成項目考核指標(biāo)。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。