本发明涉及铝合金制造领域,尤其涉及一种铝合金冷环轧消除应力方法。
背景技术:
随着我国航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展,重要受力部件和结构件的轻量化,促使以铝代钢的呼声越来越高,铝合金锻件的使用量和需求量正逐步增大。有些牌号的铝合金热处理状态为T_51状态(拉伸消除应力状态。适用于固溶热处理或者高温成型后冷却,通过拉伸来消除应力,以产生1%~5%的永久变形量的产品),在固溶处理结束后,需要进行冷涨形后,再进行时效热处理,以消除铝合金的固溶残余应力。
目前国内铝合金环锻件T_51在固溶结束后,放入预先做好模具的冷涨形机上,进行冷涨形来实现拉伸消除应力,但是涨形机设备一次性投入成本高,且每个环件只能用专用工装进行涨形,模具费用较高,对于小批量产品不适用。
技术实现要素:
本申请人针对上述现有问题,进行了研究改进,提供一种铝合金冷环轧消除应力方法,其具有投入成本低,适合小批量产品的进行应力消除的优点。
本发明所采用的技术方案如下:
一种铝合金冷环轧消除应力方法,包括以下步骤:
第一步:将铝合金环锻件放入加热炉中加热至535℃~550℃后保温5~6h,然后将所述铝合金锻件从加热炉中取出、然后在8s以内将所述铝合金锻件放入水中进行水冷至室温;
第二步:将铝合金环锻件在10min~20min内转移至10m碾环机上进行冷辗,直至所述铝合金环锻件的外径扩大2%~3%后停止冷辗;
第三步:将冷辗好的铝合金环锻件再次放入加热炉中加热至150~180℃后保温20~26h,然后将铝合金环锻件从加热炉中取出并空冷至室温。
其进一步技术方案在于:
所述铝合金锻件水冷时的水温为60~80℃,所述水冷的时间为20~30min;
所述铝合金环锻件的内孔孔径为900~4000mm,高度为100mm~500mm;
在第二步进行冷辗时,所述碾环机主辊转速为1100mm/s~1200mm/s,所述碾环机的芯辊进给速度为0.01mm/s~0.05mm/s,所述碾环机的锥辊转速为7.2~7.8rad/s。
本发明的有益效果如下:
本发明方法中铝合金锻件在固溶后产生冷变形拉伸以消除残余应力,通过10m的碾环机对铝合金环锻件进行冷辗环,使所述铝合金锻件的外径扩大2%~3%,其能进一步消除残余应力,消除铝合金环锻件的机加工变形,其不需要一次性投入冷涨形设备及专用冷涨形模具,其只需要利用现有碾环机,具有投入低、成本低的优点,其有效适用于小批量产品。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
实施例:
一种铝合金冷环轧消除应力方法包括以下步骤:
第一步:将铝合金环锻件放入加热炉中加热至535℃后保温5H,然后将铝合金锻件从加热炉中取出,然后将铝合金锻件在8s以内放入水中进行水冷至室温;铝合金锻件水冷时的水温为60℃,水冷的时间为20min。
第二步:将内孔孔径为900mm,高度为100mm铝合金环锻件在10min~20min以内转移至10m碾环机上进行冷辗,直至铝合金环锻件的外径扩大2%后停止冷辗;冷辗后的铝合金环锻件的内孔孔径为918mm,高度为100mm。在冷辗时,碾环机主辊转速为1150mm/s,碾环机的芯辊进给速度为0.02mm/s,碾环机的锥辊转速为7.6rad/s。
第三步:将冷辗好的铝合金环锻件再次放入加热炉中加热至150℃后保温20H,然后将铝合金环锻件从加热炉中取出并空冷至室温。
本发明方法结构简单、使用方便,通过10m的碾环机对铝合金环锻件进行冷辗环,使所述铝合金锻件的外径扩大2%~3%,并且铝合金锻件在固溶后产生冷变形,其能有效消除残余应力,消除铝合金环锻件的机加工变形,其不需要一次性投入冷涨形设备及专用冷涨形模具,其只需要利用现有碾环机,具有投入低、成本低的优点,其有效适用于小批量产品。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在不违背本发明的基本结构的情况下,本发明可以作任何形式的修改。