CN102787286B - 一种（2a12-t4）高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种（2A12-T4）高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法，主要是，工艺过程中安排了回归处理和冷热循环稳定化处理，采用回归处理，可减小工件变形量及应力腐蚀倾向，目的是在不改变材料的前提下使材料内应力重新平衡以达到消除残余应力。经过稳定化处理后零件尺寸稳定性有显著提高。本发明解决了在不改变材料状态的情况下，（2A12-4）高强度变形铝合金薄壁异型腔体的加工及曲面折弯成型问题。

Description

一种(2A12-T4)高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法

技术领域

本发明属于金属型材加工领域，特别是涉及到一种高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法。

背景技术

2A12-T4属于一种高强度变形铝合金，冷轧后经过固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态材料。由于2A12-T4高强度变形铝合金具有更高的强度和硬度，但塑性和承受冷热压力加工的能力较差。高强度变形铝合金在加工时，切削应力大、温度高、表面加工硬化严重，存在较大的内应力，在压力加工之后或在其加工的过程中，经常需要去应力退火，若退火温度控制不当，则会使零件的结构织构产生变化，镀覆后其表面质量产生变化。通常情况下不能在T4状态下进行折弯，否则会产生微微裂纹，甚至折弯部位断裂的现象。由于零件的内型腔与外表面之间的壁很薄，整体刚性较差，在加工和装夹过程中时易变形，难以保证精度要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法解决了薄壁异型腔体壁厚的加工问题，不改变材料状态的情况下，完成折弯成型；解决了高强度易变形铝合金的成型，对今后类似的零件提供了强有力的依据。

2A12-T4变形铝合金淬火后最常见的情况是在保持塑性的同时强度升高，其塑性可能与退火合金相差不大。淬火对强度和塑性的影响大小，取决于固溶强化及过剩相对材料的影响。淬火后的时效过程会使合金发生强化及软化。通过调整加工及回归处理，使之产生多重的再结晶晶粒择优取向，从而使单一取向的影响减弱。因此控制再结晶织构，拉伸件不发生制耳。铝合金板材具有择优取向的晶粒。择优取向的晶粒是由变形金属中相同取向的多边化亚晶长大形成的。

在加工时，切削应力大、温度高、表面加工硬化严重，存在较大的内应力，工艺过程中安排了真空回归处理和高低温循环稳定化处理。经过稳定化处理后零件尺寸稳定性有显著提高。采用回归处理，可有效减小工件变形量及应力腐蚀倾向。回归处理的目的是使材料内应力重新平衡以达到消除残余应力，但是它对零件尺寸的长期稳定不起作用。要使得零件尺寸长期稳定，只有通过高低温循环稳定化处理（冷、热循环处理），才能达到目的。这是由于在高低温循环稳定化处理过程中发生了温度梯度与应力变化，加速了金属回复过程，是与点缺陷及易动位错的重新分布相联系的。结果在循环处理后，变形材质形成较稳定的位错结构，从而达到零件尺寸的长期稳定。

高低温循环稳定化处理过程为：清洗工件，去油并晾干→设备为烘箱，将工件装入料盘随烘箱升温到130℃±10°，保温4小时后，再打开烘箱在室温下空气中冷却→在1.5小时之内进行高低温循环，设备为冰箱，将冰箱制冷到-50℃～-60℃，再将工件装入料盘里放入冰箱中保持该温度4小时后，再打开冰箱在空气中升温至室温→在1.5小时之内进行高低温循环，设备为烘箱，将烘箱温度升至100℃，工件装入料盘随烘箱升温到130℃±10°，保温4小时后，炉冷至60℃以下后，再打开烘箱在室温下空气冷却。

本发明所述的一种2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法主要流程是，下料→粗加工→人工时效→半精加工型腔和精加工外轮廓→回归处理和折弯成型→高低温循环稳定化处理→精加工→涂覆→包封入库。其中弯折成型前进行回归处理：入炉温度为290°，加热温度为295±10°保温5至10分钟，清水室温冷却，然后在0.5小时内转折弯。其中的弯折成型过程为：将模具在塑压机上加热到一定的温度260±20°→放入加工好的零件→在回归后0.5小时内弯折成型→风冷模具后取出成型的工件→用与之配合的样件检验其曲面，其贴合面积达60%→钣钳矫形，使其贴合面积达70%，并用放大镜检测无裂纹现象→高低温循环稳定化处理。

本发明所述的一种2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法还包括：下料时应将零件折弯方向垂直于材料纹向，以避免折弯时产生裂纹；零件精加工外轮廓后，将零件进行折弯成曲面。折弯处应避免切削加工应力集中，要求刀尖圆角为0.5，即相交处成光滑过渡；薄壁异型腔体成形的过程：进行回归处理后，采用塑压机上模具弯折成型<要求模具加热到一定的温度（260±20°）>，保证了其折弯后的变形量≤0.1mm。

与现有技术相比，本发明达到的技术效果为：解决了在不改变材料状态的情况下，2A12-4高强度变形铝合金薄壁异型腔体的加工及曲面弯折成型问题，既保证了精度又避免了材料变形和开裂。

附图说明

图1为具体实施例的主视图

图2为具体实施例的截面图

具体实施方式

为了加深对本发明理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

要求完成在壁厚均为（1.1mm）、长为(134mm)、宽为(30mm)、（9°33′）的锥面上形成两对称的曲面，成型后与之配合的曲面为壁厚均为1.1、长为宽为9°10′锥面上贴合面积达80%以上。其检验标准是用折弯成型的工件与之配合的壳体工件着色检查其贴合面积。其壳体工件形状如图1和图2所示。

该壳体零件的曲面是在车削中心上加工成型的。其着色检查满足要求。

经过粗加工→人工时效→半精加工型腔和精加工外轮廓→回归处理和弯折成型→高低温循环稳定化处理→精加工→涂覆→包封入库等一个完整流程。其中精加工这道工序工艺控制其加工余量不大于0.15mm，如变形量过大，则加工不出内型腔。最终弯折成型的零件其变形量控制在0.1mm以内。

Claims (4)

1.一种2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法，该方法包括下料、粗加工、人工时效、半精加工型腔和精加工外轮廓、折弯成型、高低温循环稳定化处理、精加工，涂覆和包封入库过程，其特征在于：在折弯成型工序前增加回归处理过程；

所述回归处理过程为入炉温度为290℃，加热温度为295℃±10℃，保温5至10分钟，清水室温冷却，并0.5小时内进行折弯；

所述高低温循环稳定化处理过程是，清洗工件，去油并晾干，采用设备为烘箱，将工件装入料盘随烘箱升温到130℃±10℃，保温4小时后，再打开烘箱在室温下空气中冷却后在1.5小时之内进行高低温循环，设备为冰箱，将冰箱制冷到-50℃～-60℃，再将工件装入料盘里放入冰箱中保持该温度4小时后，再打开冰箱在空气中升温至室温，然后在1.5小时之内进行高低温循环，设备为烘箱，将烘箱温度升至100℃，工件装入料盘随烘箱升温到130℃±10℃，保温4小时后，炉冷至60℃以下后，再打开烘箱在室温下空气冷却。

2.一种权利要求1所述的2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法，其特征在于：所述折弯成型过程是将模具在塑压机上加热到一定的温度260±20℃，然后放入加工好的工件，并在回归后0.5小时内折弯成型，风冷模具后取出成型的工件，用与之配合的样件检验其曲面，然后钣钳矫形使其贴合面积达70％，并用放大镜检测有无裂纹现象。

3.一种权利要求1所述的2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法，其特征在于：下料时应将工件折弯方向垂直于材料纹向。

4.一种权利要求1所述的2A12-T4高强度铝合金薄壁异型腔体成型的方法，其特征在于：进行折弯成型时候，折弯处应避免切削加工应力集中，要求刀尖圆角为0.5，即相交处成光滑过渡。