变形铝合金精密锻造工艺规范

变形铝合金精密锻造工艺规范

国家标准 GB/T38958一2020 变形铝合金精密锻造工艺规范 wroughtaluminualloypreisionforging Technologicalspecifieation 2020-07-21发布 2021-02-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/38958一2020 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 工艺编制原则 工艺流程设计
GB/38958一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC74)提出并归口 本标准起草单位:芜湖禾田汽车工业有限公司,北京机电研究所有限公司、江苏太平洋精锻科技股 份有限公司、江苏龙城精锻有限公司、湖北三环锻造有限公司、宁波蜗牛锻造有限公司、中机精密成形产 业技术研究院(安徽)股份有限公司 本标准主要起草人:潘琦俊、胡柏丽、魏巍、金红、陶立平、汤敏俊、张运军、魏百江、边蚓、周红、周林、 刘志群、孙伟、陈天赋、夏宁、丁金根、史志文、王晓飞、邢田喜、杨杰、李航
GB/T38958一2020 变形铝合金精密锻造工艺规范 范围 本标准规定了变形铝合金精密锻件(以下简称“锻件”)的工艺规范,包括总则锻件图设计、设备选 型、模具设计、工艺流程设计 本标准适用于质量小于15kg的变形铝合金精密锻件的工艺编制 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T1804一2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T3191铝及铝合金挤压棒材 GB/T6519变形铝,镁合金产品超声波检验方法 GB/T6892 -般工业用铝及铝合金挤压型材 GB/T8541锻压术语 GB/T8545一2012铝及铝合金模锻件的尺寸偏差及加工余量 热处理炉有效加热区渊定方法 GB/T94522012 GB/T18851(所有部分无损检测渗透检测 GB/T34359变形铝合金精密锻件通用技术条件 JB/T9177钢质模锻件结构要素 YS/T67变形铝及铝合金圆铸锭 Ys/T591变形铝及铝合金热处理 术语和定义 GB/T8541界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 趁热回炉hotbacktothefurmaee 锻造过程中,毛坯温度已接近终锻温度,不应继续锻造,需重新回炉加热 工艺编制原则 4.1总则 -般工艺编制内容应包括锻件图设计,设备选型、模具设计,工艺流程设计 4.2锻件图设计 4.2.1分模线 分模线应能确保锻件流线连续完整,避免涡流、穿流及末端外露 分模线宜选择图la)和图1b)形
GB/T38958一2020 式,不宜选择图lc)形式 分模线 分模线 分模线 分模线 合理的分模线1 合理的分模线2 b 分模线 分模线 不合理的分模线 图1 常见分模线形式 4.2.2模锻斜度 外模锻斜度宜不大于5",内模锻斜度宜不大于7 4.2.3圆角半径 在允许的条件下宜加大圆角半径值 4.2.4肋和凸台 肋和凸台宜按表1和表2设计 表1为开式腹板上的肋或凸台允许的最小宽度b,见图2 表1开式腹板上的肋或凸台允许的最小宽度bmnm 单位为毫米 肋条或凸台高度h 6 >610 >10~16 >1625 >2540 >40~63 >63 2.5 b 图2开式腹板 表2为闭式腹板上的肋或凸台允许的最小宽度bmm,见图3
GB/T38958一2020 表2闭式腹板上的肋或凸台允许的最小宽度bamn 单位为毫米 肋间距4或直径d >10 >16 >20 >25 >40 >50 >63 >80 肋条或凸台高度h >100 16 20 25 40 50 63 80 100 bnin 2.5 2.5 2.5 2.5 6一10 10一12 1216 1620 2025 2532 3240 40一80 80 10 a或 图3闭式腹板 4.2.5腹板 最小腹板厚度ti宜按表3选取,根据锻件在分模面上的投影面积、腹板形式,变形铝合金材料类 型选取
GB/T38958一2020 表3最小腹板厚度lmn 变形合金材料类型 腹板形式 硬铝、超硬铝 其他铝合金 投影面积 cmr t1im 开式 闭式 mm 12 1.5 -25 2.5 >2550o >50100 >100200 3.5 >200400 400800 10 >8001000 12 4.2.6加工余量与公差 加工余量应符合GB/T8545一2012的规定,公差应符合GB/T8545一2012中A级的规定 4.2.7其他要求 其他要求应符合JB/T9177的规定 4.3设备选型 4.3.1成形设备宜选用液压机、螺旋压力机、机械压力机、模锻锤和高速锤等 4.3.2设备压力可参考数值模拟结果或根据生产经验公式计算确定 其中,螺旋压力机的压力可按 式(1)计算 P=2R S 式中 压力机压力,单位为牛顿(N); 变形条件系数,通常取5 变形温度下的抗拉强度,单位为兆帕(MPa); R 模锻件在平面图上的投影面积(不包括飞边),单位为平方毫米(mm) 4.3.3锻造加热宜采用电阻炉,天然气炉,精度应符合GByT9452一2012中叩类炉及以上要求 .34热处理加热炉精度应符合GB/T94532一2012中I类炉及以上要求
GB/38958一2020 4.4模具设计 模具设计原则与钢锻件模具设计原则一致,应注意以下方面: 宜选用在250C400C具有较高强度的模具材料,如Hl3,5CrNiMo,5CrMnMo也可用 a 50CrMo等 b 模具宜设计成单型槽,预锻模宜设有飞边槽,收缩率取0.6%~1.0% c 常用飞边槽形式见图4,I型、型b/h宜取35,桥部与仓部倾斜过渡斜角可选20"30",川 型b/h宜取68; d 模具型腔的加工精度应符合GB/T1804一2000中精密级的要求; 模具工作表面粗糙度Ra应低于0.8 4m I型 b I型 皿型 a 说明 I型、I型飞边桥部宽度; 川型飞边桥部宽度; 飞边桥部厚度 h 图4常用飞边槽形式 5 工艺流程设计 5.1一般工艺流程 -般工艺流程包括备料,加热、锻造、热处理、探伤、表面处理 5.2备料 5.2.1挤压棒材应符合GB/T3191的要求,应综合考虑粗晶环的影响;挤压型材应符合GB/T6892的 要求,应考虑锻件流线要求;铸锭应符合YS/T67的要求 5.2.2下料宜采用锯床、车床和铁床等 5.2.3切面表面粗糙度Ra应低于12.5m,并去除端面毛刺;当锯切表面成为锻造非加工面时,毛坯 端面应修平,端面锐棱应倒角或倒圆 5.3加热 5.3.1铝合金锻造温度范围应根据相应牌号合金的塑性图,变形抗力图、再结晶图与生产经验确定 常用铝合金锻造加热温度见表4,加热保温时间按毛坯实际直径或厚度计算,可结合实际生产情况进行 调整,如下所示 a 直径或厚度小于50mm的毛坯,可按1.5min/mm计算; b)直径或厚度在501 mm~100mm之间的毛坯,可按1.5min/mm2min/mm计算,尺寸越小
GB/T38958一2020 取小值,尺寸越大取大值 c 直径或厚度大于100mm的毛坯,可按2min/mm计算; d min/mm~3min/ 高强度铝合金7A04、7075等,加热保温时间可按2 /mm计算 表4常用铝合金锻造加热温度 单位为摄氏度 3A21 2A02 2A50 2Al1 7A04 2B50 2A12 7A09 6A02 2B370 5A02 7A1o 合金牌号 5A12 6o61 2A70 5A03 5A05 7Al5 5A06 2014 2A80 7075 4032 2A14 4All 2219 始锻温度 490 470 450 440 440 480 模锻件 >380 >350 >350 >350 >350 >350 终锻温度 自由锻件 >400 多380 380 >380 380 >380 毛坯装炉前应去除表面油垢或其他污物,表面应清洁干燥 5.3.2 5.3.3毛坯应放置在炉内有效加热区,毛坯之间应留有一定间隙 5.3.4毛坯趁热回炉,保温时间可比冷毛坯减少40%一50% 5.3.5在规定的加热温度下,毛坯在炉内保温的时间不应超过5h,高锁(>4.5%)铝合金坯料不应超过 4h 5.3.6使用天然气炉时.火焰不应直接接触坯料 5.4锻造 5.4.1一般要求 5.4.1.1每一工作行程允许的最大变形程度应根据该合金的塑性图和锻件形状确定 应避开相应温度 的临界变形程度 5.4.1.2在高速锤等变形速率较大的设备上锻造铝合金时,应考虑热效应,适当降低始锻温度 5.4.1.3锻造过程节拍应均匀一致,宜采用一火锻造及自动化生产线 5.4.2制坯 5.4.2.1典型锻造工步见图5 棒料十徽粗制坯十预锻十终锻 图5典型锻造工步
GB/T38958一2020 棒料+拔长制坯+预锻十终锻 b 棒料辑锻制坯+预锻+终锻 O 棒料十辑锻制坯+弯曲十预锻十终锻 图5(续 5.4.2.2设计各工步毛坯应按体积不变原则,宜采用数值模拟进行优化 毛坯截面应平缓过渡 5.4.2.3短轴类锻件可采取徵粗或压扁制坯,长轴类锻件宜使用辐锻、楔横轧等设备制坏或自由锻 制坯 5.4.2.4自由锻拔长时坯料的送进量与每次单面压下量之比宜取11.5,弯曲时,坯料的弯曲半径不应 小于其截面厚的1/2 5.4.3预锻 肋高、腹板薄、形状较复杂的锻件,宜采用预锻工序进行体积再分配 5.4.3.1 5.4.3.2有闭式腹板或工字形截面的锻件应控制预锻件截面积 5.4.4终锻 5.4.4.1毛坯在锻模型腔中应准确定位,宜采用徵粗方式成形 5.4.42形状复杂的锻件,采用多次模锻时,单次模锻的变形量不宜超过40% 5.4.4.3应及时清理模膛中润滑剂堆积 5.4.5模具温度 5.4.5.1锻造用模具温度应根据锻造设备类型选取,过程中宜采用模具保温措施,锻造暂停时,应对模 具及时加热和保温 预热应均匀,热源不应触及模具型腔 表5为常用锻造设备锻造铝合金时的模具 温度范围
GB/T38958一2020 表5常用锻造设备锻造铝合金时的模具温度范围 单位为摄氏度 设备 模具温度 设备 模具温度 设备 模具温度 锻锤 平锻机 300350 l50260 150260 机械压力机 315一430 150260 95一205 液压机 螺旋压力机 锯锻机 5.4.5.2砧具应预热到150C~200C 5.4.6润滑 5.4.6.1模锻应润滑型腔,润滑剂应均匀喷涂,宜采用自动喷射装置 5.4.6.2润滑剂可使用粒度20Am以下的石墨类润滑剂或非石墨类环保润滑剂 5.4.7切边冲孔 5.4.7.1 毛边(连皮)厚度10mm以上、形状复杂、7A04、7075等高合金化铝合金应在热态下切边(热冲 孔). 5.4.7.2预制坯应热冲孔 5.4.8冷却 5.4.8.1 锻件的冷却一般采用水冷和散放空冷,散放空冷不应放在潮湿的地上或有空气强烈对流的 地方 5.4.8.2尺寸较大或有特殊要求的锻件,如7A04、7A09等,应采用散放空冷 5.5热处理 5.5.1变形铝合金热处理应符合Ys/T591的规定 可在固溶后、时效前增加冷变形或不超过时效温度的温变形工序 5.5.2 5.6探伤 锻件应按需要进行探伤 常用探伤方法有渗透探伤、超声波探伤 渗透探伤应按GB/T18851执 行,超声波探伤应按GB/T6519执行 5.7表面处理 锻件表面处理应符合GB/T34359的规定

GB/T38958-2020变形铝合金精密锻造工艺规范解读

GB/T38958-2020变形铝合金精密锻造工艺规范是中国标准化协会发布的一项行业标准，旨在规范变形铝合金精密锻造的工艺过程，提高产品质量和生产效率。本规范适用于各种变形铝合金材料的精密锻造加工。

首先，我们来看一下本规范的适用范围和引用标准。本规范适用于变形铝合金的精密锻造及其相关工艺，其引用标准包括GB/T3190、GB/T3191、GB/T3618等。接着，本规范详细阐述了变形铝合金精密锻造的工艺要求，包括锻造前的材料准备、设备和工具的选择、加热温度和保温时间等方面。

在具体操作过程中，本规范还针对不同的变形铝合金材料，提出了各自的锻造工艺参数要求，如变形铝合金6061锻造时需要控制温度在465℃以上，保温时间为60分钟左右；而对于变形铝合金7075，则需要将温度控制在480℃以上，保温时间为90分钟左右。此外，本规范还对于锻造过程中可能出现的问题进行了详细的分析和解决方案，如纵向裂缝、表面氧化等。

总的来说，GB/T38958-2020变形铝合金精密锻造工艺规范的发布，将进一步推动我国变形铝合金精密锻造行业的发展，提高产品质量和生产效率，提升市场竞争力。各相关企业应当严格按照规范要求进行生产，确保产品质量和工作安全。

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