摘要：对旋制LY12大直径壁厚较薄筒体的成形工艺，以及消除管坯脆断的一般方法进行了初步的探讨。
关键词：大直径；管坯；LY12；中间退火；脆断

一、前言

在生产LY12天线管的实践过程中，经常碰到这样的一个问题，即在旋压过程中，管坯出现连续或断续的横向或纵向的开裂。裂纹有的明显，有的不明显，严重时可发展成裂缝或裂口，无法进一步深加工，造成成品率明显下降。本文着重介绍了制定合理的旋压工艺，以及中间退火对材料能否加工成形的影响。

二、筒体技术要求

筒体规格和精度要求见表1。

表1筒体的精度和粗糙度要求

LY12的化学成分见表2。由表2可知，坯料的化学成分基本都在标准含量的范围内。

表2化学成分

三、旋压试验条件

旋压试验在QX-63-20三旋轮对称卧式强力旋压机上进行。芯模尺寸为Φ85mm×2500mm；旋轮的工作角α=30°，圆角半径R＝5mm。试验用管坯内径为85mm，外径为113mm，长度为580mm。

四、实验过程

1.工艺路线

旋压试验的工艺路线如下：

制坯(Φ内85×Φ外113×580)→开坯旋压(Φ内85×Φ外106×1040)→中间退火→四道成品旋压(Φ内85+0.140×Φ外930+0.14×2200)

2.中间退火工艺制度

退火是在旋风炉上进行的，其工艺参数如下：

加热至390℃～430℃，保温2h，降温至250℃空冷到室温。

3.旋压工艺

LY12属高强度硬铝，旋制天线管总变形率达72%以上。在强力旋压过程中，加工硬化严重，并出现加工失稳。因此制定合理旋压工艺参数成为能否试制合格产品的关键。由此可见，前期道次变形率不宜低于25%，否则易造成内部与表层流动速度不均衡，材料轴向流动受阻，接触面上摩擦力过大或过小，会引起加工失稳或产生鳞皮等缺陷。而大于28%的变形率易引起严重堆积，无法成形。为了消除加工硬化引起的脆断，中间退火是必要的。而且，退火后应尽快进行成品道次的旋压，以防止自然时效引起的强度、硬度变化，对加工造成不利影响。成品道次的旋压采用较大的变形率和较小的进给速度，这样利于成品尺寸的控制和脱模。各道次旋压工艺参数见表3。

表3旋压工艺参数

五、结果与讨论

1.组织

LY12合金筒旋压总变形量70%以上的金相组织为均匀纤维组织，见图1。

图1旋制出成品的金相图(×200)

2.中间退火对管坯脆断的影响

LY12合金管坯在中间退火后进行旋压较易发生开裂和脆断的现象，其缺陷见图2。

通过对断口部位扫描电镜X射线的能谱分析(见图3)，断口部位是明显的脆断，没有韧窝存在。

经分析可知，在裂纹点附近明显是大颗粒化合物的富集，能谱分析裂纹点成分Cu、Mg、Si含量比标准值高，Si与Mg形成Mg2Si可加速人工时效硬化［1］，裂纹源是多相的复杂金属间化合物。在冷加工过程中，大块的和层状的化合物之间出现空隙［2］，在一定的变形程度下，空隙进一步延伸扩大，使筒体出现大量尺寸较大的显微裂纹，从而使加工组织的连续性遭到破坏，导致旋制过程中宏观脆性开裂。通过对管坯在炉中放置位置的改变和炉体加热温度均匀性改善后，筒体裂纹明显减少。大颗粒化合物的形成与退火温度和均匀性有一定关系，其形成机制和相结构尚需进一步研究。

图2表面裂纹的金相图(×200) 图3断口形貌

六、结论

(1)LY12合金管筒体变薄旋压工艺合理、可行。
(2)退火加热温度要均匀，否则，使管坯的脆性断裂行为加剧，难以获得良好组织的筒体。

参考文献
［1］王祝堂主编.铝合金加工手册.长沙：中南工业大学出版社，1989
［2］宋维锡主编.金属学.北京.冶金工业出版社，1982

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