CN113351676A - 宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，具体涉及挤压变形技术领域，本发明通过在板材挤压之前对其进行熔炼，并通过压缩、拔长和锻造处理技术对板材的坯料进行处理，然后通过控制温度对其回炉保温以提高板材坯料的组织性能和尺寸均匀性，最后通过对得到的板材进行梯度加热，同时对出膜孔附近的温度进行检测并调节，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在一个温度区间，使得本发明可以在壁板挤压之前对壁板的组织性能和尺寸均匀性进行改进，并且还可以在壁板挤压的过程中保持壁板与出膜孔接触位置的温度，从而可以避免挤压过程中壁板温度变化对壁板的挤压造成的负面影响。
Description
技术领域
本发明涉及挤压变形技术领域，更具体地说，本发明涉及宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术。
背景技术
挤压技术作为一种高效、优质和低消耗的少无切屑加工工艺，在机械、汽车、宇航、航空、军工和电器等部门已成为金属塑性成形加工极其重要的一种手段，而现有技术中的壁板挤压技术还存在着一些问题：比如在壁板挤压之前不能对壁板的组织性能进行改进，并且在挤压之后，壁板的尺寸均匀性也不够理想，而且在挤压的过程中，壁板的温度随着时间的推移而下降，使得整个挤压过程中温度变化容易对壁板的挤压质量造成影响，因此，研究一种宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术来解决上述问题具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的壁板挤压技术还存在着一些问题：比如在壁板挤压之前不能对壁板的组织性能进行改进，并且在挤压之后，壁板的尺寸均匀性也不够理想，而且在挤压的过程中，壁板的温度随着时间的推移而下降，使得整个挤压过程中温度变化容易对壁板的挤压质量造成影响的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，该技术包括以下步骤：
步骤一、选择TA15合金板材作为坯料，然后按照常规工艺进行熔炼，同时加热处理炉，进行预热，熔炼完成之后将处理过的坯料放在1000-1200℃的处理炉中进行均匀组织处理，并在此温度下保温18-24h，然后缓慢冷却，然后将其加热到1200-1300℃，进行锻造加工，首先将其进行两次45°角对压，然后分别按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次，压缩完成之后分别进行五次拔长处理，在每次拔长之后将坯料反复折叠并进行锻造处理，处理完成之后再次进行两次45°角对压，然后回炉保温，温度控制在950-1000℃，保温时间控制在3-5h，然后重复压缩、拔长和锻造处理步骤，终锻温度≥750℃，得到预处理型材。
步骤二、将得到的预处理型材再次回炉保温，温度下降100-200℃，保温时间不变，然后进行冷却，并在850-900℃下进行40min退火，然后采用罩式电阻加热炉加热至1000-1100℃奥氏体化后，保温6-12h，然后进行淬火，随后在550-600℃进行第一次回火，然后在600℃-650℃进行第二次回火，回火时升温速度同样控制在60-100℃/h范围内，保温时间控制在8-14h，通过双细化处理，来细化组织，控制碳化物颗粒的大小，提高组织性能和尺寸均匀性。
步骤三、对步骤二得到的型材进行梯度加热，然后将型材出膜孔温度范围调节至750-850℃，从型材温度较低的一端输入出膜孔进行挤压，同时对出膜孔附近的温度进行检测，当出膜孔附近温度大于850℃时，采用风冷或者水冷进行降温处理，当出膜孔附近温度小于750℃时，使用加热装置对型材进行加热处理，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在750-850℃之间，挤出圆筒形状型材。
步骤四、当圆筒形状型材被挤出之后利用渐开线原理对圆筒形状型材进行物理处理，使得圆筒形状型材可以展开，然后对其进行精整处理，然后利用其余热使用两层辊筒对其进行挤压，使其可以被均匀的铺平展开，同时在辊筒挤压之后采用在线强制风冷和水冷淬火使得型材快速冷却，得到宽幅壁板。
作为本发明的进一步方案：所述步骤四中冷却速度不小于60℃/min，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
作为本发明的进一步方案：所述TA15合金板材的成分为Al6.7、Zr2.0、Mo1.7和V2.2，余量为Ti和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：所述步骤一中45°角的对压过程中，每次下压量控制为15-30％，所述步骤一中按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次的下压量控制为40-60％，所述步骤一种拔长处理的下压量控制为25-35％。
作为本发明的进一步方案：所述步骤一中的冷却速度控制在5-20℃/min之间，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
作为本发明的进一步方案：所述步骤四中的精整处理主要为锯切头尾和矫直处理过程。
作为本发明的进一步方案：所述步骤四的挤压过程中管坯外表面与挤压筒之间的润滑所用的外涂玻璃粉粒度为130-150目，玻璃膜厚度0.4mm-0.5mm，管坯内表面与芯棒外表面之间的润滑所用的内涂玻璃粉，粒度80-100目,玻璃膜厚度0.3mm-0.4mm，管坯与出口模具之间采用玻璃垫，制作玻璃垫的玻璃粉粒度100-120目，玻璃垫厚度均匀。
作为本发明的进一步方案：所述步骤三对坯料进行梯度加热时，控制坯料两端之间的温差为60-100℃。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在板材挤压之前对其进行熔炼，并通过压缩、拔长和锻造处理技术对板材的坯料进行处理，然后通过控制温度对其回炉保温以提高板材坯料的组织性能和尺寸均匀性，最后通过对得到的板材进行梯度加热，然后从型材温度较低的一端输入出膜孔进行挤压，同时对出膜孔附近的温度进行检测并调节，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在一个温度区间，使得本发明可以在壁板挤压之前对壁板的组织性能和尺寸均匀性进行改进，并且还可以在壁板挤压的过程中保持壁板与出膜孔接触位置的温度，从而可以避免挤压过程中壁板温度变化对壁板的挤压造成的负面影响。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，该技术包括以下步骤：
步骤一、选择TA15合金板材作为坯料，然后按照常规工艺进行熔炼，同时加热处理炉，进行预热，熔炼完成之后将处理过的坯料放在1000-1200℃的处理炉中进行均匀组织处理，得到预处理型材。
步骤二、将得到的预处理型材再次回炉保温，温度下降100-200℃，保温时间不变，然后进行冷却，并在850-900℃下进行40min退火，然后采用罩式电阻加热炉加热至1000-1100℃奥氏体化后，保温6-12h，然后进行淬火，随后在550-600℃进行第一次回火，然后在600℃-650℃进行第二次回火，回火时升温速度同样控制在60-100℃/h范围内，保温时间控制在8-14h，通过双细化处理，来细化组织，控制碳化物颗粒的大小，提高组织性能和尺寸均匀性。
步骤三、对步骤二得到的型材进行梯度加热，然后将型材出膜孔温度范围调节至750-850℃，从型材温度较低的一端输入出膜孔进行挤压，同时对出膜孔附近的温度进行检测，当出膜孔附近温度大于850℃时，采用风冷或者水冷进行降温处理，当出膜孔附近温度小于750℃时，使用加热装置对型材进行加热处理，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在750-850℃之间，挤出圆筒形状型材。
步骤四、当圆筒形状型材被挤出之后利用渐开线原理对圆筒形状型材进行物理处理，使得圆筒形状型材可以展开，然后对其进行精整处理，然后利用其余热使用两层辊筒对其进行挤压，使其可以被均匀的铺平展开，同时在辊筒挤压之后采用在线强制风冷和水冷淬火使得型材快速冷却，得到宽幅壁板。
步骤四中冷却速度不小于60℃/min，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
TA15合金板材的成分为Al6.7、Zr2.0、Mo1.7和V2.2，余量为Ti和不可避免的杂质。
步骤一中45°角的对压过程中，每次下压量控制为15-30％，步骤一中按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次的下压量控制为40-60％，步骤一种拔长处理的下压量控制为25-35％。
步骤一中的冷却速度控制在5-20℃/min之间，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
步骤四中的精整处理主要为锯切头尾和矫直处理过程。
步骤四的挤压过程中管坯外表面与挤压筒之间的润滑所用的外涂玻璃粉粒度为130-150目，玻璃膜厚度0.4mm-0.5mm，管坯内表面与芯棒外表面之间的润滑所用的内涂玻璃粉，粒度80-100目,玻璃膜厚度0.3mm-0.4mm，管坯与出口模具之间采用玻璃垫，制作玻璃垫的玻璃粉粒度100-120目，玻璃垫厚度均匀。
步骤三对坯料进行梯度加热时，控制坯料两端之间的温差为60-100℃。
实施例2：
宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，该技术包括以下步骤：
步骤一、选择TA15合金板材作为坯料，然后按照常规工艺进行熔炼，同时加热处理炉，进行预热，熔炼完成之后将处理过的坯料放在1000-1200℃的处理炉中进行均匀组织处理，并在此温度下保温18-24h，然后缓慢冷却，然后将其加热到1200-1300℃，进行锻造加工，首先将其进行两次45°角对压，然后分别按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次，压缩完成之后分别进行五次拔长处理，在每次拔长之后将坯料反复折叠并进行锻造处理，处理完成之后再次进行两次45°角对压，然后回炉保温，温度控制在950-1000℃，保温时间控制在3-5h，然后重复压缩、拔长和锻造处理步骤，终锻温度≥750℃，得到预处理型材。
步骤二、将得到的预处理型材再次回炉保温，温度下降100-200℃，保温时间不变，然后进行冷却，并在850-900℃下进行40min退火。
步骤三、对步骤二得到的型材进行梯度加热，然后将型材出膜孔温度范围调节至750-850℃，从型材温度较低的一端输入出膜孔进行挤压，同时对出膜孔附近的温度进行检测，当出膜孔附近温度大于850℃时，采用风冷或者水冷进行降温处理，当出膜孔附近温度小于750℃时，使用加热装置对型材进行加热处理，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在750-850℃之间，挤出圆筒形状型材。
步骤四、当圆筒形状型材被挤出之后利用渐开线原理对圆筒形状型材进行物理处理，使得圆筒形状型材可以展开，然后对其进行精整处理，然后利用其余热使用两层辊筒对其进行挤压，使其可以被均匀的铺平展开，同时在辊筒挤压之后采用在线强制风冷和水冷淬火使得型材快速冷却，得到宽幅壁板。
步骤四中冷却速度不小于60℃/min，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
TA15合金板材的成分为Al6.7、Zr2.0、Mo1.7和V2.2，余量为Ti和不可避免的杂质。
步骤一中45°角的对压过程中，每次下压量控制为15-30％，步骤一中按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次的下压量控制为40-60％，步骤一种拔长处理的下压量控制为25-35％。
步骤一中的冷却速度控制在5-20℃/min之间，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
步骤四中的精整处理主要为锯切头尾和矫直处理过程。
步骤四的挤压过程中管坯外表面与挤压筒之间的润滑所用的外涂玻璃粉粒度为130-150目，玻璃膜厚度0.4mm-0.5mm，管坯内表面与芯棒外表面之间的润滑所用的内涂玻璃粉，粒度80-100目,玻璃膜厚度0.3mm-0.4mm，管坯与出口模具之间采用玻璃垫，制作玻璃垫的玻璃粉粒度100-120目，玻璃垫厚度均匀。
步骤三对坯料进行梯度加热时，控制坯料两端之间的温差为60-100℃。
实施例3：
宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，该技术包括以下步骤：
步骤一、选择TA15合金板材作为坯料，然后按照常规工艺进行熔炼，同时加热处理炉，进行预热，熔炼完成之后将处理过的坯料放在1000-1200℃的处理炉中进行均匀组织处理，并在此温度下保温18-24h，然后缓慢冷却，然后将其加热到1200-1300℃，进行锻造加工，首先将其进行两次45°角对压，然后分别按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次，压缩完成之后分别进行五次拔长处理，在每次拔长之后将坯料反复折叠并进行锻造处理，处理完成之后再次进行两次45°角对压，然后回炉保温，温度控制在950-1000℃，保温时间控制在3-5h，然后重复压缩、拔长和锻造处理步骤，终锻温度≥750℃，得到预处理型材。
步骤二、将得到的预处理型材再次回炉保温，温度下降100-200℃，保温时间不变，然后进行冷却，并在850-900℃下进行40min退火，然后采用罩式电阻加热炉加热至1000-1100℃奥氏体化后，保温6-12h，然后进行淬火，随后在550-600℃进行第一次回火，然后在600℃-650℃进行第二次回火，回火时升温速度同样控制在60-100℃/h范围内，保温时间控制在8-14h，通过双细化处理，来细化组织，控制碳化物颗粒的大小，提高组织性能和尺寸均匀性。
步骤三、对步骤二得到的型材进行加热，然后将型材出膜孔温度范围调节至750-850℃，进行挤压，挤出圆筒形状型材。
步骤四、当圆筒形状型材被挤出之后利用渐开线原理对圆筒形状型材进行物理处理，使得圆筒形状型材可以展开，然后对其进行精整处理，然后利用其余热使用两层辊筒对其进行挤压，使其可以被均匀的铺平展开，同时在辊筒挤压之后采用在线强制风冷和水冷淬火使得型材快速冷却，得到宽幅壁板。
步骤四中冷却速度不小于60℃/min，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
TA15合金板材的成分为Al6.7、Zr2.0、Mo1.7和V2.2，余量为Ti和不可避免的杂质。
步骤一中45°角的对压过程中，每次下压量控制为15-30％，步骤一中按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次的下压量控制为40-60％，步骤一种拔长处理的下压量控制为25-35％。
步骤一中的冷却速度控制在5-20℃/min之间，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
步骤四中的精整处理主要为锯切头尾和矫直处理过程。
步骤四的挤压过程中管坯外表面与挤压筒之间的润滑所用的外涂玻璃粉粒度为130-150目，玻璃膜厚度0.4mm-0.5mm，管坯内表面与芯棒外表面之间的润滑所用的内涂玻璃粉，粒度80-100目,玻璃膜厚度0.3mm-0.4mm，管坯与出口模具之间采用玻璃垫，制作玻璃垫的玻璃粉粒度100-120目，玻璃垫厚度均匀。
根据实施例1-3得出下表：
| 板材组织性能 | 尺寸均匀性 | 挤压均匀性 | |
| 实施例1 | 一般 | 较佳 | 较佳 |
| 实施例2 | 较佳 | 一般 | 较佳 |
| 实施例3 | 较佳 | 较佳 | 一般 |
最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于，该技术包括以下步骤：
步骤一、选择TA15合金板材作为坯料，然后按照常规工艺进行熔炼，同时加热处理炉，进行预热，熔炼完成之后将处理过的坯料放在1000-1200℃的处理炉中进行均匀组织处理，并在此温度下保温18-24h，然后缓慢冷却，然后将其加热到1200-1300℃，进行锻造加工，首先将其进行两次45°角对压，然后分别按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次，压缩完成之后分别进行五次拔长处理，在每次拔长之后将坯料反复折叠并进行锻造处理，处理完成之后再次进行两次45°角对压，然后回炉保温，温度控制在950-1000℃，保温时间控制在3-5h，然后重复压缩、拔长和锻造处理步骤，终锻温度≥750℃，得到预处理型材；
步骤二、将得到的预处理型材再次回炉保温，温度下降100-200℃，保温时间不变，然后进行冷却，并在850-900℃下进行40min退火，然后采用罩式电阻加热炉加热至1000-1100℃奥氏体化后，保温6-12h，然后进行淬火，随后在550-600℃进行第一次回火，然后在600℃-650℃进行第二次回火，回火时升温速度同样控制在60-100℃/h范围内，保温时间控制在8-14h，通过双细化处理，来细化组织，控制碳化物颗粒的大小，提高组织性能和尺寸均匀性；
步骤三、对步骤二得到的型材进行梯度加热，然后将型材出膜孔温度范围调节至750-850℃，从型材温度较低的一端输入出膜孔进行挤压，同时对出膜孔附近的温度进行检测，当出膜孔附近温度大于850℃时，采用风冷或者水冷进行降温处理，当出膜孔附近温度小于750℃时，使用加热装置对型材进行加热处理，使得型材与出膜孔接触的位置可以一直保持在750-850℃之间，挤出圆筒形状型材；
步骤四、当圆筒形状型材被挤出之后利用渐开线原理对圆筒形状型材进行物理处理，使得圆筒形状型材可以展开，然后对其进行精整处理，然后利用其余热使用两层辊筒对其进行挤压，使其可以被均匀的铺平展开，同时在辊筒挤压之后采用在线强制风冷和水冷淬火使得型材快速冷却，得到宽幅壁板。
2.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤四中冷却速度不小于60℃/min，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
3.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述TA15合金板材的成分为Al6.7、Zr2.0、Mo1.7和V2.2，余量为Ti和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤一中45°角的对压过程中，每次下压量控制为15-30％，所述步骤一中按照X、Y和Z三个轴的方向分别进行压缩一次的下压量控制为40-60％，所述步骤一种拔长处理的下压量控制为25-35％。
5.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤一中的冷却速度控制在5-20℃/min之间，此速度可以细化锻件内部组织，提高其性能。
6.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤四中的精整处理主要为锯切头尾和矫直处理过程。
7.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤四的挤压过程中管坯外表面与挤压筒之间的润滑所用的外涂玻璃粉粒度为130-150目，玻璃膜厚度0.4mm-0.5mm，管坯内表面与芯棒外表面之间的润滑所用的内涂玻璃粉，粒度80-100目,玻璃膜厚度0.3mm-0.4mm，管坯与出口模具之间采用玻璃垫，制作玻璃垫的玻璃粉粒度100-120目，玻璃垫厚度均匀。
8.根据权利要求1所述的宽幅整体挤压壁板、板材组织性能及尺寸均匀性控制技术，其特征在于：所述步骤三对坯料进行梯度加热时，控制坯料两端之间的温差为60-100℃。
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