铝合金锻件使用的原材料有铸锭和挤压棒材。大型模锻件都采用由铸锭经锻造后的锻坯。用于锻造的铸锭必须做均匀化处理以改善塑性。挤压棒材经过预变形,塑性已经得到提高,容易进行锻造,但这种毛坯各向异性大,而马妄层等缺陷,锻造前必须清除这些表层缺陷,—一般是在车床上扒皮。
铝合金多用锯床下料。锯切产生的锐边或毛刺,需要清理,以免锻造时引起缺陷。:的自动化锯切设备,多具备自动倒角能力,能精确地控制毛坯长度、体积及重量寸、剪切下料也是铝合金霞用的方法。铝合金较软,剪床下料时端面欠平整,而且容易产生裂纹、毛刺等,一般用于直径小于50mm的棒材。下料精度要求高时,可用车床、铣床下料。
2.热规范
铝合金锻前加热可采用多种加热设备,但最好采用电阻炉加热,使用煤气炉或油炉时,要严加控制燃料的含硫量,以免硫渗人晶界引起裂纹。炉内最好装有强迫炉气循环装置,以促使炉温均匀。炉内火允许直接喷射到毛坯表面。不能将铝合金毛坯与钢在一起加热,铝屑和氧化铁屑混在一起容易产生爆炸。国外铝合金锻造加热也常选用马弗炉。
铝合金的锻造温度范围比较窄,一般在150℃左右,某些高强度铝合金的锻造温度区间甚至<100℃。例如7A04超硬铝,其主化相是MgZn2和Al2 CuMg化合物,Al与MgZn2形成共晶,其熔化温度是470℃。因此,其始锻温度低至430℃。另一方面, 7A04合金的退火加热温度是390℃这说明它有较高的再结晶温度。所以合金的终锻温度取350℃。这样,7A04合金的锻造温度范围就只有80℃。表7-3列出常用变形铝合金的锻造温度范围。
表7-3 常用变形铝合金的锻造温度
合金牌号 |
锻造温度范围/℃ |
1070A,1060(L1,L2) 3A21(LF21) 5A03 ( LF3) 2A12(LY12) 2A02(LY2) 6A02(LD2) 2A70(LD7) 2A50(LD5) 7A04(LC4) |
470~380 510~380 475~380 460~380 450~350 500~380 475~380 500~350 430~350 |
尽管铝合金的锻造温度范围较窄,但是,模锻过程的时间却较充裕。因为相对于铝合金的锻造温度说来,模具的预热温度比较高,而且由于铝合金的变形热效应较大,锻造时温度还可能有所上升。
铝合金导热性好,因此毛坯不需要进行预热,可直接在高温下装炉,但加热时间比一般碳钢长,这是因为铝合金加热时必须保证内部强化相充分溶解, 以便使合金组织均匀,塑性提高。直径<50mm的毛坯,典时间按直径或厚度1.5min/mm计算,直径>100mrn的毛坯,按2min/mm计算,直径在50一100mm范围内的毛坯,按下式计算。
T=l. 5十0. 01 ×(d-50)
式中T——每毫米直径或厚度的加热时间,min;
d——毛坯的直径或厚度,mm。
强化相的溶解过程与强化相的性质、大小、形状、分布有关,组织粗大则溶解慢,所以铸锭、大型毛坯应取加热时间的上限;合金元素含量高的铝合金,加热时间长些。
锻造后的锻件,一般在空气中堆放冷却。
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