一种大规格铝合金环件的冷变形方法与流程

本申请涉及铝合金冷变形，特别是涉及一种大规格铝合金环件的冷变形方法。

背景技术：

1、铝合金环件是火箭重要的结构件，为了满足运载能力的提升需求，火箭规格增大，相应的铝合金环件规格也增大，因此，环件的制造工艺也面临新的问题，如直径5米级的2219扁平环制造工艺中，需要进行冷变形进行消除残余应力和提升强度，目前可采用的方法主要有2种：一种是胀形工艺，而现有的胀形装置，对于5米级的2219扁平环来说胀形力不足，不能满足要求；另一种是采用锻压机分步压制，这是目前实际采用的工艺，但该工艺均匀性较差，且效率低，一般需耗时1～2小时。

2、为了提高大规格扁平环的性能均匀性及效率，需要开发一种新的冷变形方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本申请提供一种大规格铝合金环件的冷变形方法，它具有高效率、高均匀性等优点。

2、本申请提供的技术方案如下：

3、一种大规格铝合金环件的冷变形方法，包括如下操作步骤：

4、s1、固溶淬火：将大规格铝合金环件加热至500～540℃，保温一段时间后立即转移至冷却水中进行淬火；

5、s2：冷变形：淬火完成后，将环件转移至径-轴向环轧机，采用辊碾的方法；

6、s3、时效：将环件加热至150～170℃，保温一段时间，即得冷变形完成后的大规格铝合金环件。

7、优选地，所述步骤s2中锥辊下压高度为3.5～7％，冷变形的作用有两个：一是降低残余应力，二是提高强度，变形量偏低则应力消除不彻底，强度提升不足，变形量过高则会导致新的应力产生，塑性降低。

8、优选地，所述步骤s2中锥棍进给速度为0.5～2mm/min，速度偏小则效率低，偏高则抗力增大，易产生损伤。

9、优选地，所述步骤s2中径-轴向环轧机进行辊碾时，利用上、下锥辊对坯料进行轴向压制，设置主辊线速度为0.3～1m/s，芯辊进给量初始设置值为环件壁厚t-2～5mm，芯辊进给量终止设置值为环件壁厚t+2～10mm。

10、优选地，所述步骤s1中大规格铝合金环件为直径不小于3000mm、高度不大于300mm、壁厚不小于150mm的铝合金环形件。

11、优选地，所述步骤s1中保温时间为3～7h，保温后的转移至冷却水中的时间不超过15s，转移时间长，则过饱和固溶体会分解，降低强度。

12、优选地，所述步骤s3中保温时间为20～30h。

13、本申请相对于现有技术存在如下优点：

14、本申请的大规格铝合金环件的冷变形方法，与胀形工艺相比，本申请利用环轧机高效率，且可实现轴向均匀变形的特点，解决了目前不适宜胀形工艺的大规格铝合金扁平环的冷变形问题；与轴向冷压缩工艺相比，本发明利用锥棍在环件高度上设置进给量，主辊驱动环件做圆周运动，沿环向均匀碾压，同时利用主辊和芯辊在对壁厚方向进行约束，使环件壁厚增加是在有约束力的条件下进行，可提高冷变形效率和性能均匀性，尤其适用于大规格铝合金扁平环。

技术特征：

1.一种大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s2中锥辊下压高度为3.5～7％。

3.根据权利要求1所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s2中锥棍进给速度为0.5～2mm/min。

4.根据权利要求1所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s2中径-轴向环轧机进行辊碾时，利用上、下锥辊对坯料进行轴向压制，设置主辊线速度为0.3～1m/s，芯辊进给量初始设置值为环件壁厚t-2～5mm，芯辊进给量终止设置值为环件壁厚t+2～10mm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s1中大规格铝合金环件为直径不小于3000mm、高度不大于300mm、壁厚不小于150mm的铝合金环形件。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s1中保温时间为3～7h，保温后的转移至冷却水中的时间不超过15s。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的大规格铝合金环件的冷变形方法，其特征在于，所述步骤s3中保温时间为20～30h。

技术总结本申请公开了一种大规格铝合金环件的冷变形方法，包括如下操作步骤：S1、固溶淬火：将大规格铝合金环件加热至500～540℃，保温一段时间后立即转移至冷却水中进行淬火；S2：冷变形：淬火完成后，将环件转移至径‑轴向环轧机，采用辊碾的方法；S3、时效：将环件加热至150～170℃，保温一段时间，即得冷变形完成后的大规格铝合金环件。本申请提供的大规格铝合金环件的冷变形方法，具有高效率、高均匀性等优点。技术研发人员：范曦,黄诚,黄元春,李晓勇,盛智勇,罗顺成,周亮,吴凡受保护的技术使用者：湖南中创空天新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5