612023.3Forging&MetalformingProduct产品研发与设计某高细筋复杂铝合金锻件成形研究文/高超，李鹏伟，熊威·江西景航航空锻铸有限公司非航技术室主任，工程师，主要从事钢合金、钛合金、铝合金、高温合金等材料锻件产品的研发设计等工作，参与多个型号飞机结构件锻件的设计，负责解决了50多项公司重难点产品的生产瓶颈。高超2A50铝合金是一种高强度锻铝，属于Al-Cu-Mg-Si系，是在铝合金中加入Cu、Mg、Si等元素从而达到改善其工艺加工性能的目的而研制的合金材料。2A50铝合金具有良好的加工性，尤其是在锻造工艺方面，在合适的温度状态下具有良好的可塑性(最佳锻造温度范围为380～470℃)，适合生产形状复杂且高负载的承力和连接结构件等模锻件，在航空、航天工业、船舶等领域被广泛运用。锻件形状结构某高细筋复杂铝合金锻件二维简图如图2所示，锻件重量1.34kg，包络体重量8.94kg，复杂系数为S4=0.15(复杂≤0.16)。锻件投影面积为449cm2，中间腹板纵横高向最大尺寸为285mm×146mm×5mm，筋条的高度及宽度尺寸分别为15mm和3mm，筋条高宽比1.66，锻件最高点凸台距腹板24.7mm。锻件形状结构为由宽大薄的腹板和细小带“H”锻件缺陷现状本文研究的2A50材质的某高细筋复杂铝合金锻件，在实际生产锻造过程中发现锻件细筋位置出现了穿流和夹伤等缺陷(图1)，不能够满足图纸设计要求从而导致锻件报废且多个批次连续报废。图1锻件缺陷(a)锻件细筋穿流和射穿(b)锻件细筋夹伤锻造与冲压2023.362Product产品研发与设计字形的细筋条及高点凸台构成封闭式的“回”字形。该类型的锻件锻造时容易出现筋条穿流和夹伤及腹板厚度尺寸难锻造至图纸公差范围等问题。锻造成形缺陷原因分析对锻件形状结构进行分析，初步判断影响锻造成形缺陷形成的可能因素有三个：生产设备、锻造成形工艺、预锻模具设计。生产设备流、涡流及射穿等缺陷，故在锻造设备的选择上不推荐使用变形速率过快类型的设备，推荐使用锻造能量可控和变形速率较慢的生产设备(如伺服油压机，次之选用机械压力机)锻造成形。初始锻造工艺选择的设备为2500t电动螺旋压力机，电动螺旋压力机属于机械压力机，设备能量可控可调节且设备锻造变形速率较慢，适合高细筋复杂铝合金锻件的生产使用。故生产设备不是影响锻造成形过程出现缺陷的主要因素。锻造成形工艺对锻件进行工艺性分析，锻件成形的难点主要是在锻造成形过程中，由于存在多处带“H”字形截面的细筋构成的封闭式结构及宽大腹板，当锻件腹板厚度尺寸还未...
