鋁合金大鍛件的熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，制作加工熱處理加熱裝置，在固溶熱處理時，先將敞口式箱體內的溫度升到保溫溫度，然后再將擱架及鍛件放入敞口式箱體中，加熱升溫，固溶保溫結束后，將擱架吊出敞口式箱體，進行后續熱處理工序如水冷、空冷等，如鍛件還需時效，則敞口式箱體內溫度冷卻低于時效溫度后，再及時將鍛件放在擱架上吊入敞口式箱體中進行時效；鍛件進行退火或時效熱處理，則直接將鍛件吊入敞口式箱體中隨敞口式箱體一起升溫，在升溫保溫結束后根據工藝要求進行冷卻即可，本發明利用了現有臺車式電阻爐對小批量鋁合金大鍛件熱處理的加熱、保溫，結構筒單、加工制作成本低。
【專利說明】鋁合金大鍛件的熱處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鋁合金鍛造【技術領域】，特別涉及一種鋁合金大鍛件熱處理時的加熱、 保溫方法。
【背景技術】
[0002] 鋁合金鍛件通常交貨狀態的熱處理方式為：固溶+時效、退火等等，由于鋁合金大 型鍛件（大鍛件是指：外型尺寸大于2. 5m的鍛件）固溶、時效及退火溫度較低，根據相關標 準要求，需要配置不低于II級（±5°C)的大型井式電爐，且數量不少于2臺。
[0003] 目前，在以黑色金屬為主鍛造企業或軍民結合的企業中，由于主要產品多為黑色 金屬產品，在熱處理車間內大多只配置了臺車式中高溫電阻爐和小型低溫井式回火爐，一 般都沒有配置專門用于鋁合金熱處理的大型井式電爐，但隨著國防、航天用領域中鋁合金 鍛件規格越來越大，大的鍛件直徑有3米以上，目前這些企業中配置的小型低溫井式回火 爐常常不能滿足生產的需要，此外，由于國防、航天用領域中用的鋁合金大型鍛件一般都為 小批量產品，企業單獨為小批量的這種鋁合金大段件采購專門的大型井式回火爐熱處理成 本較高，熱處理爐利用率低，因此，如何利用車間現有的臺車式電阻爐，進行小批量鋁合金 大段件熱處理的加熱成為了現有企業所需解決的技術問題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為解決現有技術存在的問題，提供了一種鋁合金大鍛件的熱處理 方法，實現了利用現有臺車式電阻爐及設施對鋁合金大鍛件熱處理的加熱、保溫，而不產生 過燒現象。
[0005] 本發明的技術方案是：
[0006] -種鋁合金大鍛件的熱處理方法，先制作加工熱處理加熱裝置，主要由敞口式箱 體、擱架組成，敞口式箱體為底部和四周密封、上部敞口結構的箱體，敞口式箱體設置在臺 車式電阻爐上，然后將需要熱處理的鋁合金鍛件放在擱架上，在固溶熱處理時，先將敞口式 箱體內的溫度升到保溫溫度，然后再將擱架及鍛件放入敞口式箱體中，加熱升溫，固溶保溫 結束后，將擱架吊出敞口式箱體，進行下一步的熱處理工序如水冷、空冷等，如鍛件還需時 效，則敞口式箱體內溫度冷卻低于時效溫度后，再及時將鍛件放在擱架上吊入敞口式箱體 中進行時效；鍛件進行退火或時效熱處理，則直接將鍛件放在擱架吊入敞口式箱體中隨敞 口式箱體一起升溫，在升溫保溫結束后根據工藝要求進行冷卻即可。
[0007] 所述擱架上設有有熱電偶，熱電偶通過補償導線與溫度記錄儀連接，監測著鋁合 金不會超過過燒溫度。
[0008] 本發明的方法，主要是利用敞口式箱體防止臺車式電阻爐內大功率的電阻絲發熱 直接傳熱輻射到鍛件上，從而可防止鍛件表面局部溫度過高，發生過熱和過燒現象，使鍛件 緩慢加熱和加熱均勻，本方法特別適用大型的環形件、板、框鍛件等的熱處理。
[0009] 本發明的有益效果和優點在于：
[0010] 本方法利用了現有臺車式電阻爐對小批量鋁合金大鍛件熱處理的加熱、保溫，本 方法及其裝置結構筒單、加工制作成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明的加熱處理裝置示意圖；
[0012] 圖2是圖1的A-A向視圖；
[0013] 圖3是2A14材質框架鍛件熱處理工藝圖；
[0014] 圖4是2A14材質框架鍛件熱處理后的金相顯微組織圖；
[0015] 圖5是LY19材質環狀鍛件熱處理工藝圖；
[0016] 圖6是LY19材質環狀鍛件熱處理后的金相顯微組織圖；
[0017] 圖中：1 一臺車式電阻爐、2 -敞口式箱體、3 -擱架、4 一吊耳、5 -天車
【具體實施方式】
[0018] 以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但不應就此理解為本發明所述主題的 范圍僅限于以下的實施例，在不脫離本發明上述技術思想情況下，凡根據本領域普通技術 知識和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本發明的范圍內。
[0019] 實施例一：
[0020] 如圖1、圖2所示，一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，先制作加工熱處理加熱裝置， 主要由敞口式箱體2、擱架3組成，敞口式箱體2為底部和四周密封、上部敞口結構的箱體， 敞口式箱體2設置在臺車式電阻爐1的臺車上，然后將需要熱處理的鋁合金鍛件放在擱架 3上，在固溶熱處理時，先將敞口式箱體2內的溫度升到保溫溫度，然后再將擱架3及鍛件 放入敞口式箱體2中，加熱升溫，固溶保溫結束后，將擱架3吊出敞口式箱體2，進行下一步 的熱處理工序如水冷、空冷等，如鍛件還需時效，則敞口式箱體2內溫度冷卻低于時效溫度 后，再及時將鍛件放在擱架（3)上吊入敞口式箱體2中進行時效；鍛件進行退火或時效熱處 理，則直接將鍛件放在擱架（3)吊入敞口式箱體2中隨敞口式箱體2 -起升溫，在升溫保溫 結束后根據工藝要求進行冷卻即可。在本發明中，所述擱架3及鍛件通過行車5、吊耳4放 入敞口式箱體2中。
[0021] 所述擱架3上設有熱電偶，熱電偶通過補償導線與溫度記錄儀連接，監測鋁合金 鍛件溫度。
[0022] 所述敞口式箱體2為鐵皮焊接制成，擱架3由角鋼焊接而成。
[0023] 采用本方法進行熱處理的鋁合金鍛件無過熱、過燒現象，力學性能也能滿足相關 標準的要求，本方法及裝置結構簡單，制作加工成本低，特別適合沒有專門加熱2. 5m以上 大型鋁合金鍛件設備的企業使用。
[0024] 實施例二：
[0025] 如圖1、圖2、圖3、圖4所示：一種2A14(LD10)材質框架鍛件的熱處理方法，鍛件 外形尺寸為Φ3010 ι?πιΧΦ2725 mmX130mm，利用實施例一所述的熱處理加熱裝置，熱處理 工藝為固溶加冷變形加時效處理（見圖3)，具體為：
[0026] 升溫：利用程控或手控將敞口式箱體2內升溫至鍛件固溶保溫溫度500°C，待保 溫溫度穩定后，再將擱架3及鍛件放入敞口式箱體2中，將臺車式電阻爐1的溫度設定為 保溫溫度下限值495°C，程控或手控升溫，待溫度升至495°C后保溫一定時間穩定后再升至 500。。，
[0027] 保溫：500°C保溫6. 5小時?7小時，
[0028] 固溶出爐冷卻：保溫結束后，鍛件隨擱架3吊出敞口式箱體2轉固溶冷卻的轉移時 間為25S，
[0029] 變形：固溶冷卻后鍛件立即按照鍛造工藝要求進行冷變形，
[0030] 時效：固溶冷變形后立即進行時效處理，固溶與時效間隔時間2小時40分鐘，爐 溫和敞口式箱體（2)溫度內低于時效溫度后，再將擱架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中 加熱升溫，先將溫度設定為保溫溫度下限值155°C，待溫度穩定后再升溫至160°C保溫12小 時?12. 5小時，保溫結束后空冷至室溫。
[0031] 經本方法熱處理的鍛件無過熱、過燒現象（見圖4金相顯微組織圖），力學性能指 標見表1所示，滿足相關標準的要求。
[0032] 表1 :2A14(LD10)材質框架鍛件力學性能
[0033]
【權利要求】
1. 一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，其特征在于：先制作加工熱處理加熱裝置，主要 由敞口式箱體（2)、擱架（3)組成，敞口式箱體（2)為底部和四周密封、上部敞口結構的箱 體，敞口式箱體（2)設置在臺車式電阻爐（1)的臺車上，然后將需要熱處理的鋁合金鍛件放 在擱架（3)上，在固溶熱處理時，先將敞口式箱體（2)內的溫度升到保溫溫度，然后再將擱 架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中，加熱升溫，固溶保溫結束后，將擱架（3)吊出敞口式 箱體（2)，進行下一步的熱處理工序如水冷、空冷等，如鍛件還需時效，則敞口式箱體（2)內 溫度冷卻低于時效溫度后，再及時將鍛件放在擱架（3)上吊入敞口式箱體（2)中進行時效； 鍛件進行退火或時效熱處理，則直接將鍛件放在擱架（3)上吊入敞口式箱體（2)中隨敞口 式箱體（2) -起升溫，在升溫保溫結束后根據工藝要求進行冷卻即可。
2. 根據權利要求1所述的一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，其特征在于所述擱架（3) 上設有設有熱電偶，熱電偶通過補償導線與溫度記錄儀連接。
3. 根據權利要求1所述的一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，其特征在于所述鍛件為 2A14材質的框架結構，鍛件外形尺寸為Φ3010πιπιΧ (j5 2725mmX130mm，熱處理工藝為固溶 加冷變形加時效處理，具體為： 升溫：利用程控或手控將敞口式箱體（2)內升溫至鍛件固溶保溫溫度500°C，待保溫溫 度穩定后，再將擱架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中，將臺車式電阻爐（1)的溫度設定為 保溫溫度下限值495°C，程控或手控升溫，待溫度升至495°C后保溫一定時間穩定后再升至 500。。， 保溫：500°C保溫6. 5小時?7小時， 固溶出爐冷卻：保溫結束后，鍛件隨擱架（3)吊出敞口式箱體（2)轉固溶冷卻的轉移時 間為25S， 變形：固溶冷卻后鍛件立即按照鍛造工藝要求進行冷變形， 時效：固溶冷變形后立即進行時效處理，固溶與時效間隔時間2小時40分鐘，爐溫和 敞口式箱體（2)溫度內低于時效溫度后，再將擱架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中加熱 升溫，先將溫度設定為保溫溫度下限值155°C，待溫度穩定后再升溫至160°C保溫12小時? 12. 5小時，保溫結束后空冷至室溫。
4. 根據權利要求1所述的一種鋁合金大鍛件的熱處理方法，其特征在于所述鍛件為 LY19材質的環狀結構，鍛件外形尺寸為Φ 1500mmX Φ 1200mmX 510mm，熱處理工藝為固溶 加冷變形加時效處理，具體為： 升溫：利用程控或手控將敞口式箱體（2)內升溫至鍛件固溶保溫溫度535°C，待保溫溫 度穩定后，再將擱架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中，將臺車式電阻爐（1)的溫度設定為 保溫溫度下限值530°C，程控或手控升溫，待溫度升至530°C后保溫一定時間穩定后再升至 535。。， 保溫：535°C保溫7. 5小時?8小時， 固溶出爐冷卻：保溫結束后，鍛件隨擱架（3)吊出敞口式箱體（2)轉固溶冷卻的轉移時 間為26S， 變形：固溶冷卻后鍛件立即按照鍛造工藝要求進行冷變形， 時效：固溶冷變形后立即進行時效處理，固溶與時效間隔時間2小時30分鐘，爐溫和 敞口式箱體（2)溫度內低于時效溫度后，再將擱架（3)及鍛件放入敞口式箱體（2)中加熱 升溫，先將溫度設定為保溫溫度下限值160°C，待溫度穩定后再升溫至165°C保溫18小時? 18. 5小時，保溫結束后空冷至室溫。
【文檔編號】C22F1/04GK104099542SQ201410391976
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】冷廷梅, 石建平 申請人:貴州航天新力鑄鍛有限責任公司