本發(fā)明涉及金屬工件加工，尤其涉及一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法。

背景技術(shù)：

1、薄壁異形（壁厚1.5mm）筒類殼體工件，長167mm，材料為2a12，尺寸精度較高、結(jié)構(gòu)較為復雜、工件的剛性較差等特點，傳統(tǒng)的加工方法在制造此類工件時面臨諸多困難：

2、1、成型困難：采用常規(guī)工藝方法進行加工時，由于工件的結(jié)構(gòu)特性，很難實現(xiàn)理想的成型效果。

3、2、加工效率低：傳統(tǒng)加工方式工序繁瑣，導致整體加工效率低下。

4、3、表面質(zhì)量差：加工過程中的接刀痕跡明顯，需要進行打磨處理，增加了加工工序和時間成本。

5、4、加工周期長：綜合以上因素，整個加工周期較長。

6、考慮采用擠壓鍛造工藝方法一次成型來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械加工方法。然而，2?系鋁材本身硬度較高，特別是2a12材料，在擠壓過程中較難成型，并且脫模性能差，容易產(chǎn)生裂紋，致使成品率較低。再加上工件為薄壁異形結(jié)構(gòu)，拉伸長度大于175mm，剛性較差，這些因素使得傳統(tǒng)的擠壓模鍛工藝很難滿足此類工件的加工需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種2系鋁材薄壁異形長筒類擠壓模鍛成型的工藝方法，以解決2系鋁材（特別是2a12材料）在薄壁異形長筒類工件加工中存在的硬度高、難成型、脫模性能差、易產(chǎn)生裂紋、成品率低等問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，采用擠壓及模鍛成型技術(shù)與傳統(tǒng)機械加工相結(jié)合的方法，包括擠壓毛坯備料、數(shù)銑加工、退火處理、磷皂化表面處理、粗壓內(nèi)腔、精壓內(nèi)腔、熱處理、探傷、鉗工加工、檢驗和包裝入庫工序，具體步驟如下：

3、步驟?1、擠壓毛坯備料：對毛坯進行下料操作，為后續(xù)加工準備原材料；

4、步驟?2、第一次數(shù)銑加工：精銑毛坯兩端端面，確保端面的平整度和精度，根據(jù)模具精銑外形，在一端面上加工擠壓預孔，形成工件；

5、步驟?3、第一次軟化處理：對工件進行退火處理，通過調(diào)整退火參數(shù)進行退火軟化工藝，降低金屬拉伸抗力，提高金屬塑性；

6、步驟4、第一次磷皂化表面處理：改變皂化工藝參數(shù)，增加工件表面膜層厚度，使毛坯料在擠壓過程中得到充分的冷卻和潤滑且防止基體材料腐蝕；

7、步驟5、粗壓內(nèi)腔：使用模具對工件進行初步擠壓成型；

8、步驟6、第二次軟化處理：對工件進行退火處理，通過調(diào)整退火參數(shù)再次進行退火軟化工藝，降低金屬拉伸抗力，提高金屬塑性；

9、步驟7、第二次磷皂化表面處理：再次改變皂化工藝參數(shù)，增加工件表面膜層厚度，使坯料在擠壓過程中得到充分的冷卻和潤滑且防止基體材料腐蝕；

10、步驟8、精壓內(nèi)腔：使用模具對工件內(nèi)腔進行擠壓形成異形長筒；

11、步驟9、第二次數(shù)銑加工：按圖紙要求精銑工件兩端面，并旋轉(zhuǎn)加工面，分別在工件兩端的筒壁上鉆孔；

12、步驟10、熱處理：對工件進行固溶處理和時效處理；

13、步驟11、探傷：對工件進行超聲波探傷和著色探傷；

14、步驟12、鉗工加工：對工件表面進行打磨；

15、步驟13、檢驗：1）檢測工件外形和內(nèi)部成型尺寸；2）檢驗工件外形、外觀面，不允許有刮花、擠壓缺陷和裂紋等；3）檢驗工件擠壓后，壁厚是否均勻、變形等情況；

16、步驟14、包裝入庫：將成品工件表面清潔干凈后用軟拋膜纏繞包裝后入庫。

17、所述步驟3和步驟6軟化處理步驟中，退火處理的退火參數(shù)為溫度加熱到?460～470±5℃，保溫15～16h，隨爐冷卻到100℃時出爐。

18、所述步驟4和步驟7磷皂化表面處理的方法是在清潔毛坯表面污漬，將皂化液加熱到55～60°，工件第一次浸泡5～7分鐘，待干燥后，第二次浸泡10～12分鐘，使皂化后表面形成厚度為30～35um的硬脂酸鋅皂化層。

19、所述步驟10熱處理中，固溶處理為加熱溫度到490±5℃，保溫1.2～1.4h，水冷至常溫；固溶處理后安排時效處理，所述時效處理為加熱溫度到190±5℃，保溫12～14h，空氣冷卻至常溫。

20、所述步驟5粗壓內(nèi)腔步驟中采用的成型模具包括上部模具和下部模具，工件置于下部模具中，上部模具與油壓機相連接對工件進行擠壓操作；擠壓前檢查模具狀態(tài)是否正常，將成型模具安裝在315噸油壓機或同等級精度或等級更高的設備上，調(diào)整上下模具位置及間隙，手動調(diào)試油壓機參數(shù)，試驗模具開合是否靈活并進行擠壓成型，擠壓深度為20～30mm。

21、所述步驟8精壓內(nèi)腔的具體過程包括在擠壓前檢查模具狀態(tài)，將模具安裝在315噸油壓機或同等級精度或等級更高的設備上，調(diào)整上下模具位置及間隙，手動調(diào)試315噸油壓機參數(shù)，試驗模具開合是否靈活并進行擠壓成型，擠壓后的成型區(qū)域有效部分超過工件有效長度5～10mm。

22、所述步驟2和步驟9數(shù)銑步驟中，工裝裝夾固定工件，裝夾時用校表檢測工件受力情況以防止裝夾變形；第一次數(shù)銑加工時，根據(jù)下部模具精銑外形，精銑毛坯兩端端面，確保端面的平整度和精度，在一端面上加工擠壓預孔，形成工件；第二次數(shù)銑加工時，按圖紙要求，平基準端面，保證兩端面的平行度達到0.02mm；旋轉(zhuǎn)加工面，分別在工件兩端的筒壁上確定孔中心，并對每端孔壁進行8-φ2.5的鉆孔操作；加工完成后確保工件的總長度為設計長度，滿足工件的尺寸精度要求。

23、所述擠壓毛坯備料為2a12擠壓型材原材料。

24、有益效果：

25、1、有效解決了2系鋁材（特別是?2a12?材料）薄壁異形長筒類工件在擠壓鍛造過程中面臨的硬度高、難成型、脫模性能差、易產(chǎn)生裂紋、成品率低等問題。

26、2、通過將擠壓及模鍛成型技術(shù)與傳統(tǒng)機械加工相結(jié)合的工藝方法，大大縮短了加工周期，提高了加工效率。

27、3、在保證工件尺寸精度和表面質(zhì)量的同時，降低了加工成本，提高了工件的整體質(zhì)量和成品率。

28、4、本發(fā)明的工藝方法綜合考慮了材料特性、工件結(jié)構(gòu)特點以及各種加工工藝之間的相互關(guān)系，具有較高的可行性和實用性。

29、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

技術(shù)特征：

1.一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：采用擠壓及模鍛成型技術(shù)與傳統(tǒng)機械加工相結(jié)合的方法，包括擠壓毛坯備料、數(shù)銑加工、退火處理、磷皂化表面處理、粗壓內(nèi)腔、精壓內(nèi)腔、熱處理、探傷、鉗工加工、檢驗和包裝入庫工序，具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述步驟3和步驟6軟化處理步驟中，退火處理的退火參數(shù)為溫度加熱到?460～470±5℃，保溫15～16h，隨爐冷卻到100℃時出爐。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述步驟4和步驟7磷皂化表面處理的方法是在清潔毛坯表面污漬，將皂化液加熱到55～60°，工件第一次浸泡5～7分鐘，待干燥后，第二次浸泡10～12分鐘，使皂化后表面形成厚度為30～35um的硬脂酸鋅皂化層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述步驟10熱處理中，固溶處理為加熱溫度到490±5℃，保溫1.2～1.4h，水冷至常溫；固溶處理后安排時效處理，所述時效處理為加熱溫度到190±5℃，保溫12～14h，空氣冷卻至常溫。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述步驟5粗壓內(nèi)腔步驟中采用的成型模具包括上部模具和下部模具，工件置于下部模具中，上部模具與油壓機相連接對工件進行擠壓操作；擠壓前檢查模具狀態(tài)是否正常，將成型模具安裝在315噸油壓機或同等級精度或等級更高的設備上，調(diào)整上下模具位置及間隙，手動調(diào)試油壓機參數(shù)，試驗模具開合是否靈活并進行擠壓成型，擠壓深度為20～30mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型的工藝方法，其特征在于：所述步驟8精壓內(nèi)腔的具體過程包括在擠壓前檢查模具狀態(tài)，將模具安裝在315噸油壓機或同等級精度或等級更高的設備上，調(diào)整上下模具位置及間隙，手動調(diào)試315噸油壓機參數(shù)，試驗模具開合是否靈活并進行擠壓成型，擠壓后的成型區(qū)域有效部分超過工件有效長度5～10mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述步驟2和步驟9數(shù)銑步驟中，工裝裝夾固定工件，裝夾時用校表檢測工件受力情況以防止裝夾變形；第一次數(shù)銑加工時，根據(jù)下部模具精銑外形，精銑毛坯兩端端面，確保端面的平整度和精度，在一端面上加工擠壓預孔，形成工件；第二次數(shù)銑加工時，按圖紙要求，平基準端面，保證兩端面的平行度達到0.02mm；旋轉(zhuǎn)加工面，分別在工件兩端的筒壁上確定孔中心，并對每端孔壁進行8-φ2.5的鉆孔操作；加工完成后確保工件的總長度為設計長度，滿足工件的尺寸精度要求。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法，其特征在于：所述擠壓毛坯備料為2a12擠壓型材原材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及金屬工件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種2系鋁材薄壁異形長筒類工件擠壓模鍛成型工藝方法。本發(fā)明采用擠壓及模鍛成型技術(shù)與傳統(tǒng)機械加工相結(jié)合的方法，包括擠壓毛坯備料、數(shù)銑加工、退火處理、磷皂化表面處理、粗壓內(nèi)腔、精壓內(nèi)腔、熱處理、探傷、鉗工加工、檢驗和包裝入庫工序，通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)，有效解決了2系鋁材特別是2A12材料薄壁異形長筒類工件在加工過程中面臨的硬度高、難成型、脫模性能差、易產(chǎn)生裂紋、成品率低等問題，大大縮短了加工周期，提高了加工效率，在保證工件尺寸精度和表面質(zhì)量的同時，降低了加工成本，提高了工件的整體質(zhì)量和成品率，具有較高的可行性和實用性。

技術(shù)研發(fā)人員：楊英歌,程會民,王帥,韓文進,馬濤,竇鑫紅
受保護的技術(shù)使用者：西安北方光電科技防務有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30