CN104492899A - 一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，包括以下步骤：确定毛料尺度和相关系数、弯曲、拉形、补拉和切割，本发明通过对新型高强耐蚀铝合金板材拉形工艺研究，确定了拉形力、拉形系数、以及拉形次数等工艺参数，结合拉形的成型机理与新型铝合金板材的热处理性能和塑性指数等因素对拉形的影响，设计出合理的拉形工艺，避免板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷，有效地减低了生产成本，提高了工作效率。

Description

一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺

技术领域

本发明涉及航天设备加工领域，尤其一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺。

背景技术

随着新一代航天器武器在射程、机动性能、突防能力、命中精度等方面的要求不断提高，对航天器结构材料承载性能、轻量化、耐高温、耐腐蚀等性能均提出了更高的要求，利用新型高强耐蚀铝合金材料逐步代替传统牌号铝合金材料是满足以上要求和提高航天器装备性能的一个有效途径。常规的金属材料的拉形工艺对新型高强耐蚀铝合金板材进行拉形时，由于新型高强耐蚀铝合金板材的热处理性能和塑性指数等因素的影响，使该新型高强耐蚀铝合金板材在拉形时，会出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，、包括以下步骤：

(1)确定毛料尺度和相关系数

①确定长度尺寸L，其公式为L＝L₀+2(L₁+L₂+L₃)，式中：

L——毛料长度尺寸，mm；

L₀——零件最大截面处展开长度，mm；

L₁——工艺余量，mm；

L₂——拉形模边缘到钳口悬空过渡的工艺余量，mm；

L₃——钳口夹紧部分的工艺余量，mm；

②确定宽度尺寸，其公式为B＝B_o+2b，式中：

B——毛料宽度尺寸，mm；

B_o——零件最大截面处展开宽度，mm；

b——工艺余量，mm；

③确定拉形力P，其公式为P＝2Btσ_bsinθ，式中：

P——拉形力，N；

B——毛料宽度，mm；

t——毛料厚度，mm；

σ_b——材料强度极限，MPa；

④确定拉形系数K_L，其公式为式中：

K_L——拉形系数；

L_max──拉形后零件延伸最大处的纤维长度，mm；

L₀──拉形前板料该处原始纤维长度，mm；

δ──该处长度上的平均伸长率；

⑤确定极限拉形系数K_max，指拉形时，当板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷时的拉形系数；

⑥确定拉形次数；

(2)弯曲：将板料按拉形模预弯，并将板料两端放置在拉形机夹钳中夹紧，板料产生弯曲变形；

(3)拉形：将拉形模向上顶举，毛料产生局部拉形塑性变形，并促使板料与拉形模贴合面扩大，随着拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性变形随拉形模型面几何形状而扩展，直至于拉形模型面完全贴合；

(4)切割：按拉形模上的零件边缘线和工艺余量线划线切割零件。

进一步的，所述的步骤(3)拉形时，至少第一次经过新淬火处理，并在拉形时的处于新淬火状态孕育期中。

进一步的，如步骤(3)拉形次数不少于2次时，最后一次拉形不经过新淬火处理。

进一步的，所述的步骤(3)每次拉伸的拉形系数K_L≤K_max。

进一步的，在切割前还进行补拉：板料与拉形模型面完全贴合后，并使板料较均匀地产生不少于0.5％的拉伸变形；

本发明的有益效果在于：

1、对新型高强耐蚀铝合金板材拉形工艺研究，确定了拉形力、拉形系数、以及拉形次数等工艺参数，结合拉形的成型机理与新型铝合金板材的热处理性能和塑性指数等因素对拉形的影响，设计出合理的拉形工艺，避免板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷，有效地减低了生产成本，提高了工作效率。

2、通过对拉形前进行淬火处理，有效降低该新型高强耐蚀铝合金板材σb和σ0.2，增加其δ10，进一步地避免了避免板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷，有效地减低了生产成本，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的毛料长度标注图。

图2是本发明的毛料拉形力图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例一

一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)确定毛料尺度和相关系数

①确定长度尺寸L，其公式为L＝L₀+2(L₁+L₂+L₃)，如图1所示，式中：

L——毛料长度尺寸，mm；

L₀——零件最大截面处展开长度，mm；

L₁——工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

L₂——拉形模边缘到钳口悬空过渡的工艺余量，mm；

L₃——钳口夹紧部分的工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

②确定宽度尺寸，其公式为B＝B_o+2b，式中：

B——毛料宽度尺寸，mm；

B_o——零件最大截面处展开宽度，mm；

b——工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

③确定拉形力P，其公式为P＝2Btσ_bsinθ，式中：

P——拉形力，N；

B——毛料宽度，mm；

t——毛料厚度，mm；

σ_b——材料强度极限，MPa；

④确定拉形系数K_L，其公式为如图2所示，式中：

K_L——拉形系数；

L_max──拉形后零件延伸最大处的纤维长度，mm；

L₀──拉形前板料该处原始纤维长度，mm；

δ──该处长度上的平均伸长率；

⑤确定极限拉形系数K_max，指拉形时，当板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷时的拉形系数；

⑥确定拉形次数；

(2)弯曲：将板料按拉形模预弯，并将板料两端放置在拉形机夹钳中夹紧，板料产生弯曲变形；

(3)拉形：将拉形模向上顶举，毛料产生局部拉形塑性变形，并促使板料与拉形模贴合面扩大，随着拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性变形随拉形模型面几何形状而扩展，直至于拉形模型面完全贴合，每次拉伸的拉形系数K_L≤K_max，并且拉形时，至少第一次经过新淬火处理，并在拉形时的处于新淬火状态孕育期中。

(4)补拉：板料与拉形模型面完全贴合后，并使板料较均匀地产生不少于0.5％的拉伸变形；

(5)切割：按拉形模上的零件边缘线和工艺余量线划线切割零件。

实施例二

一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)确定毛料尺度和相关系数

①确定长度尺寸L，其公式为L＝L₀+2(L₁+L₂+L₃)，如图1所示，式中：

L——毛料长度尺寸，mm；

L₀——零件最大截面处展开长度，mm；

L₁——工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

L₂——拉形模边缘到钳口悬空过渡的工艺余量，mm；

L₃——钳口夹紧部分的工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

②确定宽度尺寸，其公式为B＝B_o+2b，式中：

B——毛料宽度尺寸，mm；

B_o——零件最大截面处展开宽度，mm；

b——工艺余量，mm，一般取20mm～50mm；

③确定拉形力P，其公式为P＝2Btσ_bsinθ，式中：

P——拉形力，N；

B——毛料宽度，mm；

t——毛料厚度，mm；

σ_b——材料强度极限，MPa；

④确定拉形系数K_L，其公式为如图2所示，式中：

K_L——拉形系数；

L_max──拉形后零件延伸最大处的纤维长度，mm；

L₀──拉形前板料该处原始纤维长度，mm；

δ──该处长度上的平均伸长率；

⑤确定极限拉形系数K_max，指拉形时，当板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷时的拉形系数；

⑥确定拉形次数；

(2)弯曲：将板料按拉形模预弯，并将板料两端放置在拉形机夹钳中夹紧，板料产生弯曲变形；

(3)拉形：将拉形模向上顶举，毛料产生局部拉形塑性变形，并促使板料与拉形模贴合面扩大，随着拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性变形随拉形模型面几何形状而扩展，直至于拉形模型面完全贴合，每次拉伸的拉形系数K_L≤K_max，并且拉形时，至少第一次经过新淬火处理，如步骤(3)拉形次数不少于2次时，最后一次拉形不经过新淬火处理，并在拉形时的处于新淬火状态孕育期中。

(4)补拉：板料与拉形模型面完全贴合后，并使板料较均匀地产生不少于0.5％的拉伸变形；

(5)切割：按拉形模上的零件边缘线和工艺余量线划线切割零件。

为了很好的证明新淬火处理可以有效降低新型高强耐蚀铝合金板材σb和σ0.2，增加其δ10，本文做了以下实验并且检测其相应参数：

拉形材料选择

试验材料为新型高强耐蚀铝合金(2519A)板材，尺寸规格为1.5×1000×1500mm，热处理状态为T4，力学性能为：抗拉强度380～440MPa，屈服强度305～380MPa，延伸率7～15.5％。

实验过程

对实验材料——新型高强耐蚀铝合金(2519A)板材进行新淬火处理。

检测结果

高强耐蚀铝合金板料热处理前后机械性能对比见下表：

以上实验数据有效地证明：证明新淬火处理可以有效降低新型高强耐蚀铝合金板材σb和σ0.2，增加其δ10。

Claims (5)

1.一种新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)确定毛料尺度和相关系数

①确定长度尺寸L，其公式为L＝L₀+2(L₁+L₂+L₃)，式中：

L——毛料长度尺寸，mm；

L₀——零件最大截面处展开长度，mm；

L₁——工艺余量，mm；

L₂——拉形模边缘到钳口悬空过渡的工艺余量，mm；

L₃——钳口夹紧部分的工艺余量，mm；

②确定宽度尺寸，其公式为B＝B_o+2b，式中：

B——毛料宽度尺寸，mm；

B_o——零件最大截面处展开宽度，mm；

b——工艺余量，mm；

③确定拉形力P，其公式为P＝2Btσ_bsinθ，式中：

P——拉形力，N；

B——毛料宽度，mm；

t——毛料厚度，mm；

σ_b——材料强度极限，MPa；

④确定拉形系数K_L，其公式为式中：

K_L——拉形系数；

L_max──拉形后零件延伸最大处的纤维长度，mm；

L₀──拉形前板料该处原始纤维长度，mm；

δ──该处长度上的平均伸长率；

⑤确定极限拉形系数K_max，指拉形时，当板材接近于出现破裂、严重滑移线、粗晶、桔皮等不允许的缺陷时的拉形系数；

⑥确定拉形次数；

(2)弯曲：将板料按拉形模预弯，并将板料两端放置在拉形机夹钳中夹紧，板料产生弯曲变形；

(3)拉形：将拉形模向上顶举，毛料产生局部拉形塑性变形，并促使板料与拉形模贴合面扩大，随着拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性变形随拉形模型面几何形状而扩展，直至于拉形模型面完全贴合；

(4)切割：按拉形模上的零件边缘线和工艺余量线划线切割零件。

2.如权利要求1所述的新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：所述的步骤(3)拉形时，至少第一次经过新淬火处理，并在拉形时的处于新淬火状态孕育期中。

3.如权利要求2所述的新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：如步骤(3)拉形次数不少于2次时，最后一次拉形不经过新淬火处理。

4.如权利要求1所述的新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：所述的步骤(3)每次拉伸的拉形系数K_L≤K_max。

5.如权利要求1所述的新型高强耐蚀铝合金拉形工艺，其特征在于：在切割前还进行补拉：板料与拉形模型面完全贴合后，并使板料较均匀地产生不少于0.5％的拉伸变形。