7050铝合金锻件生产工艺研究

1、 .7050铝合金锻件生产工艺研究哈尔滨哈飞工业有限责任公司锻造厂 颜斌邮编：150060摘要：通过工艺试验，分析了多种锻造方法对锻件的性能的影响，确定了7050铝合金材料的锻造工艺参数及锻件热处理工艺参数。关键词：7050铝合金 锻造工艺 热处理工艺Technology research of 7050 aluminum alloy forgings production HARBIN HAFEI INDUSTRY CO.,LTD. YanBinAbstract: Through the process test, Analysis of the impact of a variety of

2、 properties of forging method of forgings, Forging process parameters of 7050 aluminum alloy material and heat treatment process parameters were determined.Keywords: 7050 Aluminum alloy； Forging process； Heat treatment1、前言7050铝合金作为一种超高强铝合金，是一种具有高的室温强度和良好的综合力学性能的航空航天结构材料，广泛应用于飞机重要部件的制造。而7050铝合金材料生产厚尺

3、寸锻件在国内使用很少，所需的锻造成形工艺参数在相关资料中查不到，为了以后锻件生产的需要，我们需通过对7050铝合金锻造工艺进行试验，研究与分析其对组织与力学性能的影响，从而确定合理的始终锻温度和保温时间及7050铝合金锻件热处理等工艺参数来指导生产。2、试验方法7050铝合金属Al-Zn-Mg-Cu系合金，以7系铝合金要求的始锻温度相对其它系列铝合金低的特点，我们制定了一套7050铝合金锻造工艺试验方案。2.1 试样原材料的化学成分（见表一）SiFeCuMgZnZrCrTiMn要求成分0.120.152.02.61.92.65.76.70.080.150.100.060.10实测成分0.050

4、.052.12.06.70.110.0010.030.02表一 原材料化学成分2.2 试样尺寸采用200mm厚铝板，下料尺寸：260×305×200。2.3 试验设备3吨自由锻锤、箱式电阻炉、炉温采用双偶双控分别用自动平衡记录仪和数显调节控制炉温、始终锻温度测量用触点测温仪、盐浴炉固溶和空气炉时效。2.4 试验方案将试样锻成锻件尺寸为：400×270×145mm。经自由锻在不同始终锻温度下锻造来验证工艺方法是否合理。2.4.1 始终锻温度试验方案一：坯料加热温度450，加热保温时间 360分钟，始锻温度450，终锻温度380，用3吨自由锻锤锻成400&#

5、215;270×145mm试验块，锻件锻后经T7452状态热处理。方案二：坯料加热温度450，加热保温时间 360分钟，始锻温度420，终锻温度360，用3吨自由锻锤锻成400×270×145mm试验块，锻件锻后经T7452状态热处理。方案三：坯料加热温度450，加热保温时间 360分钟，始锻温度400，终锻温度340，用3吨自由锻锤锻成400×270×145mm试验块，锻件锻后经T7452状态热处理。各试验方案锻成锻件后，首先检验锻件表面，发现方案一锻造时，锻件表面有裂纹，除去裂纹后，方案一锻件只用于做机械性能和检查是否出现过烧组织； 方案二

6、、方案三锻造的试验件经检查尺寸符合要求，表面未出现缺陷。2.4.2 锻件热处理7050铝合金锻件要求进行T7452状态热处理，试验采用的热处理工艺为二级热处理方法：固溶温度477保温时间6小时，时效温度第一阶段121保温时间6小时，第二阶段177保温时间10小时。在锻件时效处理与固溶处理之间使用3吨自由锻锤对固溶后锻件进行2的冷击变形。2.4.3 锻件组织和性能试样准备按标准要求，锻件经热处理后需检测：力学性能、显微组织、低倍、断口组织、断裂韧性、应力腐蚀、剥落腐蚀、超声波探伤等。将三个方案的锻件分别取试样，在室温下加工成如图1所示的机械性能检测试样。将方案二、方案三的锻件在室温下加工成图2、

7、图3所示的应力腐蚀和断裂韧性 图1 力学性能试样 图 2 应力腐蚀试样图3 断裂韧性试样3、研究与分析3.3.1 根据试验方案和AMS4108F的要求，对试验锻件进行了各项理化检查，由于试件1发现裂纹，只对试件1进行了组织和机械性能检测。各方案生产的锻件检查结果见表二。表二 锻件检测结果机械性能断裂韧性剥落腐蚀应力腐蚀应力因子电导率显微组织低倍断口bMPa0.2MPa%KICMPa/m不低于EB级22022MS/m试件一要求4964348-组织未见过烧-L507/505464/46314.9/14.6要求4904215LT490/492454/4545.2/6.7试件二要求476407827.

8、5EA级试验20天达到未断裂要求合 格167合 格24.224.6组织未见过烧未见缺陷未见缺陷L516/524460/47216.1/13.136.03要求4693864LT507/525444/4767.6/8.5要求455365340.22ST510/520436/4556.0/6.0试件三要求476407827.5EA级试验20天达到未断裂要求合 格159.3合 格24.224.6组织未见过烧未见缺陷未见缺陷L509/501446/42712.7/12.944.49要求4693864LT512/521446/4588.8/10.2要求455365339.68ST500/498413/40

9、77.4/6.5从以上可知，在锻造加热温度一定的条件下，采用不同的始终锻温度，对锻件的性能有一定的影响，在420始锻时得到的性能综合指标较好。采用自由锻锻造工艺试验方案2所生产的7050铝合金锻件具有更好的综合机械性能。在加热温度上实测大型锻件在锻造时有温升现象，为保证锻件质量，选用420+10对坯料进行加热、始/终锻温度为420 / 360的锻造工艺参数较好。3.3.2 无损检测对试件2、试件3锻件进行超声波检查，符合GBJ1580A-2004中的A级标准。3.3.3 锻造工艺参数对7050铝合金锻件组织影响在相同的加热温度下，经不同的始锻和终锻温度下锻造，其显微组织放大500倍视察见图4、图5、图6。 图 4 方案1的金相组织图 图 5 方案2的金相组织图图 6 方案3的金相组织图从图中可看出，经过锻造后，锻件未见过烧组织， 在试验方案的温度范围内基本没有变化。4、结论通过上述试验，采用自由锻锻造工艺和所制定的热处理工艺生产的7050铝合金锻件，选用420+10对坯料进行加热、始/终锻温度为420 / 360的锻造工