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當(dāng)前位置:首頁(yè)專(zhuān)利查詢(xún)遼寧忠旺集團(tuán)有限公司專(zhuān)利正文
本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：首先，對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理；然后，對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化處理；然后，對(duì)鑄棒進(jìn)行熱擠壓處理；然后，對(duì)型材進(jìn)行拉伸處理；然后，對(duì)型材進(jìn)行淬火加熱處理；然后，對(duì)型材進(jìn)行拉伸矯直處理；最后，對(duì)型材進(jìn)行自然時(shí)效處理。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)主要針對(duì)高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材擠壓工藝技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)模具優(yōu)化設(shè)計(jì)、擠壓、拉伸及熱處理工藝開(kāi)發(fā)等相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)提高該型材產(chǎn)品成品率和生產(chǎn)效率，可替代國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。
2024鋁合金又稱(chēng)為高強(qiáng)度硬鋁，其擠壓型材主要應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身框架、機(jī)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(lài)進(jìn)口，國(guó)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(wèn)題，主要體現(xiàn)：(1)2024鋁合金強(qiáng)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(guò)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。
有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種高強(qiáng)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(wèn)題。為達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，具體以下步驟：(1)對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；(2)對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化處理，即均勻化溫度為480～500℃，時(shí)間為20～30h；(3)對(duì)鑄棒進(jìn)行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對(duì)鑄棒、模具和擠壓筒分別預(yù)熱至400～420℃、440～460℃和440～460℃，及在擠壓中對(duì)型材擠壓出口速度提升至0.8m/min-1.0m/min；(4)對(duì)型材進(jìn)行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實(shí)施拉伸，拉伸伸長(zhǎng)量為1％-1.5％；(5)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施淬火加熱，淬火溫度為450～470℃，淬火方式為水霧淬火；(6)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施拉伸、矯直，拉伸時(shí)間為淬火后2h以?xún)?nèi)，拉伸伸長(zhǎng)量為0.3％-0.5％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以?xún)?nèi)，平面間隙為0.3mm以下；(7)對(duì)型材進(jìn)行自然時(shí)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(shí)效時(shí)間為96h以上。進(jìn)一步，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)為在擠壓槽的兩端頭設(shè)有導(dǎo)流坑，導(dǎo)流坑深度為擠壓槽深度的1.1～1.3倍，且導(dǎo)流坑與擠壓槽之間的連接處為圓弧過(guò)渡。進(jìn)一步，在步驟5)中，對(duì)淬火加熱時(shí)型材實(shí)施分散吊裝。進(jìn)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(jìn)一步，在步驟7)之前，對(duì)型材進(jìn)行人工時(shí)效處理，即將拉伸矯直后的型材裝入帶有循環(huán)熱風(fēng)裝置的時(shí)效爐中并實(shí)施二階段的人工時(shí)效，第一階段的溫度為280～320℃，時(shí)間為15～20h，第二階段的溫度為145～170℃，時(shí)間為6～10h。進(jìn)一步，裝爐時(shí)，確保型材之間有大于1mm的間隙，使其熱處理均勻。本專(zhuān)利技術(shù)的有益技術(shù)效果是：1、與現(xiàn)有平模比較通過(guò)增加模具導(dǎo)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(guò)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(jìn)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?xún)?nèi)，平面間隙由0.3mm-0.5mm降低到0.3mm以下，成品率達(dá)55％以上，從而解決了角型材熱處理變形較大問(wèn)題，使得成品率提高至少20％。4、本專(zhuān)利技術(shù)在淬火加熱處理后，型材變形較小，極大提高成品率，同時(shí)還降低后續(xù)矯直整形的難度。本專(zhuān)利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本專(zhuān)利技術(shù)的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。附圖說(shuō)明為了使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的生產(chǎn)工藝流程示意圖；圖2為本專(zhuān)利技術(shù)的模具結(jié)構(gòu)化的俯視圖；圖3為圖2在一個(gè)方向上的立體圖；圖4為本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的型材晶粒組織對(duì)比圖，其中a為現(xiàn)有技術(shù)，b為本專(zhuān)利技術(shù)。附圖標(biāo)記：1為模具，2為擠壓槽，3為導(dǎo)流坑，4為圓弧過(guò)渡，5為成型腔。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本專(zhuān)利技術(shù)，而不是為了限制本專(zhuān)利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例1：如圖1的生產(chǎn)工藝流程所示，本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，具體以下步驟：(1)對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；(2)對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化處理，即均勻化溫度為485℃，時(shí)間為22h；(3)對(duì)鑄棒進(jìn)行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對(duì)鑄棒、模具和擠壓筒分別預(yù)熱至410℃、450℃和445℃，及在擠壓中對(duì)型材擠壓出口速度可提升至0.8m/min；(4)對(duì)型材進(jìn)行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實(shí)施拉伸，拉伸伸長(zhǎng)量為1％；(5)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施淬火加熱，淬火溫度為460℃，淬火方式為水霧淬火；(6)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施拉伸、矯直，拉伸時(shí)間為淬火后2h以?xún)?nèi)，拉伸伸長(zhǎng)量為0.3％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以?xún)?nèi)，平面間隙為0.3mm以下；(7)對(duì)型材進(jìn)行自然時(shí)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(shí)效時(shí)間為100h。通過(guò)采用上述方案，本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有擠壓工藝相較，通過(guò)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(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有熱處理工藝比較，在進(jìn)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?xún)?nèi)，平面間隙由0.3mm-0.5mm降低到0.3mm以下，成品率達(dá)55％以上，從而解決了角型材熱處理變形較大問(wèn)題，使得成品率提高至少20％；此外，本專(zhuān)利技術(shù)在淬火加熱處理后，型材變形較小，極大提高成品率，同時(shí)還降低后續(xù)矯直整形的難度。并結(jié)合圖4的晶粒對(duì)比圖可以看出，本專(zhuān)利技術(shù)制備的型材晶粒組織相較于傳統(tǒng)工藝制備的更加細(xì)化，即原來(lái)粗大的晶粒被有效分割成多個(gè)較小的晶粒，從而達(dá)到細(xì)化型材晶粒的作用。如圖2-3所示，本實(shí)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(dǎo)流結(jié)構(gòu)為在模具1的擠壓槽2的兩端頭設(shè)有導(dǎo)流坑3，用于促進(jìn)鑄棒流動(dòng)，導(dǎo)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(dǎo)流坑3與擠壓槽2之間的連接處為圓弧過(guò)渡4。這樣，本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有平模比較通過(guò)增加模具導(dǎo)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(shí)施例中，在型材經(jīng)過(guò)第一道拉伸處理后，對(duì)其進(jìn)行下一步的立式淬火加熱時(shí)，型材實(shí)施分散吊裝，不進(jìn)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(shí)施例2：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：在步驟2)中，均勻化處理溫度為495℃，時(shí)間為28h；在步驟3)中，在擠壓前對(duì)鑄棒、模具和擠壓筒分別預(yù)熱至415℃、455℃和450℃，及在擠壓中對(duì)型材擠壓出口速度可提升至0.9m/min；在步驟4)中，拉伸伸長(zhǎng)量為
一種高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；(2)對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化處理，即均勻化溫度為480～500℃，時(shí)間為20～30h；(3)對(duì)鑄棒進(jìn)行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對(duì)鑄棒、模具和擠壓筒分別預(yù)熱至400～420℃、440～460℃和440～460℃，及在擠壓中對(duì)型材擠壓出口速度提升至0.8m/min?1.0m/min；(4)對(duì)型材進(jìn)行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實(shí)施拉伸，拉伸伸長(zhǎng)量為1％?1.5％；(5)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施淬火加熱，淬火溫度為450～470℃，淬火方式為水霧淬火；(6)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施拉伸、矯直，拉伸時(shí)間為淬火后2h以?xún)?nèi)，拉伸伸長(zhǎng)量為0.3％?0.5％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以?xún)?nèi)，平面間隙為0.3mm以下；(7)對(duì)型材進(jìn)行自然時(shí)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(shí)效時(shí)間為96h以上。
1.一種高強(qiáng)2024鋁合金薄壁角型材生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，即在模具的擠壓槽中增設(shè)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；(2)對(duì)鑄棒進(jìn)行均勻化處理，即均勻化溫度為480～500℃，時(shí)間為20～30h；(3)對(duì)鑄棒進(jìn)行熱擠壓處理，即將均質(zhì)化后的鑄棒在擠壓前對(duì)鑄棒、模具和擠壓筒分別預(yù)熱至400～420℃、440～460℃和440～460℃，及在擠壓中對(duì)型材擠壓出口速度提升至0.8m/min-1.0m/min；(4)對(duì)型材進(jìn)行拉伸處理，即將熱擠壓后的型材夾入拉伸裝置并實(shí)施拉伸，拉伸伸長(zhǎng)量為1％-1.5％；(5)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施淬火加熱，淬火溫度為450～470℃，淬火方式為水霧淬火；(6)對(duì)型材進(jìn)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(shí)施拉伸、矯直，拉伸時(shí)間為淬火后2h以?xún)?nèi)，拉伸伸長(zhǎng)量為0.3％-0.5％，并控制型材縱向彎曲度為1mm/m以?xún)?nèi)，平面間隙為0.3mm以下；(7)對(duì)型材進(jìn)行自然時(shí)效處理，即將拉伸矯直后的型材在空氣中...
