CN106584035B - 一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 - Google Patents
一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106584035B CN106584035B CN201611217168.3A CN201611217168A CN106584035B CN 106584035 B CN106584035 B CN 106584035B CN 201611217168 A CN201611217168 A CN 201611217168A CN 106584035 B CN106584035 B CN 106584035B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder base
- aluminium alloy
- ultra
- carried out
- wide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 15
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011030 bottleneck Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- -1 copper alloy Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
Abstract
本发明涉及一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法，其包括如下步骤：(1)铝合金铸锭锻造得到大直径环轧筒坯；(2)将环轧筒坯环轧成大直径旋压筒坯；(3)对旋压筒坯进行多道次温强力变薄旋压成形；(4)进行中间退火处理；(5)对筒坯进行多道次冷强力变薄旋压成形；(6)对所得筒坯进行抛光，并进行成品热处理，得到超大直径薄壁筒体，剖开展平成超宽幅铝合金薄板。本发明以局部加载省力成形为主导思路，首次提出将环轧和旋压两种局部加载技术相结合制造超宽幅铝合金薄板，超宽幅铝合金薄板材板宽可达7m，解决了铝合金大型封头等大型曲面构件成形用无焊缝整体超宽幅铝合金薄板制备投资巨大、成本高、制备难度大的瓶颈问题。
Description
技术领域
本发明属于金属板材技术领域，特别涉及一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法。
背景技术
铝合金大型封头等大型曲面构件是高性能装备轻量化发展不可或缺的基础零部件，在航空航天、核能和石油化工等领域具有良好的应用。目前，铝合金大型封头等大型曲面构件采用拼焊的方法制造，或通过拼焊板材，利用塑性加工的旋压或拉深等成形工艺制造。焊缝和焊接残余应力的存在显著降低产品的一致性和可靠性，缩短产品的服役寿命，进而影响到高性能装备的质量。生产3米以上宽幅铝合金薄板，需要大型轧制设备，投资巨大。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法。
一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法，包括如下步骤：
(1)将铝合金铸锭加热后，在锻造机上冲孔、扩孔和拔长，得到大直径环轧筒坯；
(2)在环轧机上将步骤(1)所得环轧筒坯环轧成大直径旋压筒坯；
(3)在大型强力数控旋压机上对步骤(2)所得旋压筒坯进行多道次温强力变薄旋压成形；
(4)对步骤(3)所得筒坯进行中间退火处理；
(5)在大型强力数控旋压机上对步骤(4)所得筒坯进行多道次冷强力变薄旋压成形；
(6)对步骤(5)所得筒坯进行抛光，并进行固溶处理和时效处理，得到超大直径薄壁筒体；
(7)将步骤(6)所得超大直径薄壁筒体剖开展平成超宽幅铝合金薄板。
步骤(1)中所述大直径环轧筒坯的外径为1m～2m，壁厚为150mm～300mm。
步骤(2)中所述大直径旋压筒坯的外径为1.5m～3m，壁厚为50mm～150mm。
步骤(3)中所述温强力变薄旋压的温度为200℃～400℃，道次减薄率为25％～45％。
步骤(3)中多道次温强力变薄旋压的总减薄率为50％～86％。
步骤(4)中所述中间退火处理的温度为400℃～550℃，保持时间为3h。
步骤(5)中所述冷强力变薄旋压的道次减薄率为25％～45％。
步骤(5)中，多道次冷强力变薄旋压成形之间进行中间退火处理。所述中间退火处理的温度为300℃～550℃，保持时间为2h～3h。
步骤(6)中，所述固溶处理，固溶温度为500℃～550℃，固溶时间为1h～3h；所述时效处理，时效温度为150℃～180℃，时效时间为8h～10h。
所述超宽幅铝合金薄板材板宽为3m～7m，板长为4m～6m，板厚为2mm～4mm。
本发明的有益效果为：
本发明以局部加载省力成形为主导思路，首次提出将环轧和旋压两种局部加载技术相结合制造超宽幅铝合金薄板，超宽幅铝合金薄板材板宽可达7m，解决了铝合金大型封头等大型曲面构件成形用无焊缝整体超宽幅铝合金薄板制备投资巨大、成本高、制备难度大的瓶颈问题，为大型铝合金封头等大型曲面构件的尖端/极端制造提供了基础原材料，提高轻质大型曲面构件的质量，有助于推动铝合金大型封头等大型曲面构件的尖端/极端制造。本发明的适用性强，虽然本发明主要针对铝合金超宽幅薄板的制造，该方法亦可推广到铜合金、钛合金及钢铁等变形金属及合金的超宽幅薄板制造，具有良好的通用性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
2124Al合金超宽幅薄板为5.5m×5.5m×3mm(宽×长×厚)。将2124Al合金铸锭锻造并机加工成外径为Φ1.6m，壁厚为260mm的锻环，将锻环环轧并机加工成外径为Φ2.2m，壁厚为120mm的旋压筒坯。在大型强力数控旋压机上对旋压筒坯进行温旋和冷旋强力变薄旋压，经4道次温旋压成壁厚为28mm的半成品筒体，温旋压温度为300℃，道次减薄率为30％。对温旋半成品筒体进行中间退火处理，退火温度为405℃，保持时间为3h，然后随炉冷却至室温，退火间总减薄率为76.7％。随后进行冷强力变薄旋压，经3道次旋压成壁厚为8mm的半成品筒体，道次减薄率为35％。对冷旋压筒体进行中间退火处理，退火温度为350℃，保持时间为3h，然后随炉冷却至室温，退火间总减薄率为71.4％。继续进行冷强力变薄旋压，经3道次旋压成壁厚为3mm的大直径超薄壁筒体，道次减薄率为27.5％。对大直径超薄壁筒体进行抛光，即进行外表面滚光处理，去除旋压纹；然后进行固溶处理和时效处理，固溶温度为505℃，固溶时间为1.5h，时效温度180℃，时效时间为10h。最后展开成5.5m×5.5m×3mm(宽×长×厚)的2124Al超宽幅薄板。
实施例2
6061Al合金超宽幅薄板为5.5m×5.5m×3mm(宽×长×厚)。旋压筒坯制备过程和尺寸与实施例1相同，经6道次温旋压成壁厚为18mm的半成品筒体，温旋压温度为350℃，道次减薄率为27％，对温旋半成品筒体进行中间退火处理，退火温度为450℃，保持时间为3h，然后随炉冷却至室温，退火间总减薄率为85％。随后进行冷强力变薄旋压，经5道次旋压成壁厚为3mm的大直径超薄壁筒体，道次减薄率为30％。最后对6061Al合金大直径超薄壁筒体进行抛光，即进行外表面滚光处理，去除旋压纹；然后进行固溶处理和时效处理，固溶温度为525℃，固溶时间为1.5h，时效温度165℃，时效时间为8h。最后展开成5.5m×5.5m×3mm(宽×长×厚)的6061Al铝合金超宽幅薄板。
实施例3
6061Al合金超宽幅薄板为4.5m×4.5m×2.5mm(宽×长×厚)。将6061Al合金铸锭锻造并机加工成外径为Φ1.2m，壁厚为220mm的锻环，将锻环环轧并机加工成外径为Φ1.8m，壁厚为100mm的旋压筒坯。在大型强力数控旋压机上对旋压筒坯进行温旋和冷旋强力变薄旋压，经5道次温旋压成壁厚为14.5mm的半成品筒体，温旋压温度为350℃，道次减薄率为32％。对温旋半成品筒体进行中间退火处理，退火温度为450℃，保持时间为3h，然后随炉冷却至室温。随后进行冷强力变薄旋压，经4道次旋压成壁厚为2.5mm的大直径超薄壁筒体，道次减薄率为35％。最后对6061Al合金大直径超薄壁筒体进行抛光，即进行外表面滚光处理，去除旋压纹；然后进行固溶处理和时效处理，固溶温度为525℃，固溶时间为1.0h，时效温度165℃，时效时间为8h。最后展开成4.5m×4.5m×2.5mm(宽×长×厚)的6061Al铝合金超宽幅薄板。
Claims (10)
1.一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将铝合金铸锭加热后，在锻造机上冲孔、扩孔和拔长，得到大直径环轧筒坯；
(2)在环轧机上将步骤(1)所得环轧筒坯环轧成大直径旋压筒坯；
(3)在大型强力数控旋压机上对步骤(2)所得旋压筒坯进行多道次温强力变薄旋压成形；
(4)对步骤(3)所得筒坯进行中间退火处理；
(5)在大型强力数控旋压机上对步骤(4)所得筒坯进行多道次冷强力变薄旋压成形；
(6)对步骤(5)所得筒坯进行抛光，并进行固溶处理和时效处理，得到超大直径薄壁筒体；
(7)将步骤(6)所得超大直径薄壁筒体剖开展平成超宽幅铝合金薄板。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述大直径环轧筒坯的外径为1m～2m，壁厚为150mm～300mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述大直径旋压筒坯的外径为1.5m～3m，壁厚为50mm～150mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述温强力变薄旋压的温度为200℃～400℃，道次减薄率为25％～45％。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中多道次温强力变薄旋压的总减薄率为50％～86％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述中间退火处理的温度为400℃～550℃，保持时间为3h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述冷强力变薄旋压的道次减薄率为25％～45％。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，多道次冷强力变薄旋压成形之间进行中间退火处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中多道次冷强力变薄旋压成形之间进行中间退火处理的温度为300℃～550℃，保持时间为2h～3h。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述固溶处理，固溶温度为500℃～550℃，固溶时间为1h～3h；所述时效处理，时效温度为150℃～180℃，时效时间为8h～10h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611217168.3A CN106584035B (zh) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611217168.3A CN106584035B (zh) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106584035A CN106584035A (zh) | 2017-04-26 |
| CN106584035B true CN106584035B (zh) | 2018-06-15 |
Family
ID=58602689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611217168.3A Active CN106584035B (zh) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | 一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106584035B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107088657A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-25 | 郭和谦 | 一种基于快速凝固粉末冶金高硅铝合金的超宽幅铝合金薄板的制备方法 |
| CN109604966B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-06-07 | 天津航天长征技术装备有限公司 | 一种内腔带网格筋的贮箱筒段整体成形方法 |
| CN109794732B (zh) * | 2018-12-27 | 2022-06-07 | 天津航天长征技术装备有限公司 | 一种铝合金薄壁筒段轧-旋复合精密成形方法 |
| CN110900120B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-04-08 | 太原科技大学 | 一种宽幅高筋薄壁金属壁板的整体成形方法 |
| CN112872256A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-06-01 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种7039合金超宽板锻件生产工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101579804A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-18 | 航天材料及工艺研究所 | 一种大尺寸薄壁无焊缝钛合金筒形件整体成形方法 |
| WO2014021929A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Avery Dennison Corporation | Handle assembly and related methods of use and manufacture |
| CN103866180A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法 |
| CN103862228A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铝基复合材料大型薄壁壳体的制备加工方法 |
| CN104148949A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-11-19 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 超宽幅小厚度误差钢板的成形与预应力展平方法 |
| CN105171356A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-23 | 北京有色金属研究总院 | 一种高精度大直径超长超薄壳体的加工方法 |
| CN105363869A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 北京有色金属研究总院 | 一种高精度大尺寸薄壁铝合金管材旋压方法 |
-
2016
- 2016-12-26 CN CN201611217168.3A patent/CN106584035B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101579804A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-18 | 航天材料及工艺研究所 | 一种大尺寸薄壁无焊缝钛合金筒形件整体成形方法 |
| WO2014021929A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Avery Dennison Corporation | Handle assembly and related methods of use and manufacture |
| CN103862228A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铝基复合材料大型薄壁壳体的制备加工方法 |
| CN103866180A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法 |
| CN104148949A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-11-19 | 湖北三江航天江北机械工程有限公司 | 超宽幅小厚度误差钢板的成形与预应力展平方法 |
| CN105171356A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-23 | 北京有色金属研究总院 | 一种高精度大直径超长超薄壳体的加工方法 |
| CN105363869A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 北京有色金属研究总院 | 一种高精度大尺寸薄壁铝合金管材旋压方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106584035A (zh) | 2017-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106584035B (zh) | 一种大型曲面构件成形用超宽幅铝合金薄板制备方法 | |
| CN103170798B (zh) | 一种高质量大直径薄壁金属筒体的加工方法 | |
| CN103111808B (zh) | 一种镍基高温合金gh4169内六角螺栓加工工艺 | |
| CN106363352B (zh) | 一种高强度铝合金环锻件的制造工艺 | |
| CN105499920B (zh) | 一种大口径厚壁无缝铌管材的制造方法 | |
| CN102463272A (zh) | 一种小口径镍基合金薄壁管材的短流程制备方法 | |
| CN107052076B (zh) | 一种夹套芯棒热轧制大口径钛及钛合金薄壁无缝管的方法 | |
| CN105506525A (zh) | 一种Ti2AlNb基合金大规格均匀细晶棒材的制备方法 | |
| CN102632175A (zh) | 一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺 | |
| CN109622659A (zh) | 一种大口径tc4钛合金厚壁无缝管材的制造方法 | |
| CN109536862A (zh) | 一种tc4钛管加工方法 | |
| CN105127342A (zh) | 一种钛及钛合金方坯及其锻造方法 | |
| CN104174807B (zh) | 一种大口径钛厚壁管材的制造方法 | |
| CN105290282B (zh) | 一种超高筒体件的制造方法 | |
| CN104625627B (zh) | 一种等离子旋转电极用钛合金电极棒的制备方法 | |
| CN104338882A (zh) | 第三代核电冷却剂泵电机壳锻件的成型方法 | |
| CN102240897A (zh) | 水冷型双金属管模的制造方法 | |
| CN103231218B (zh) | 一种钛合金管材的快速制备方法 | |
| CN105861968B (zh) | 一种提高Al‑Cu系高强铝合金环件力学性能的方法 | |
| CN108237197B (zh) | 一种改善结构钢大型环形件探伤的锻造方法 | |
| CN102886660A (zh) | 一种转盘轴承用套圈毛坯的短流程加工工艺 | |
| CN112517659B (zh) | 一种等离子弧/电弧增材制造用钛合金丝材加工方法 | |
| CN102513400A (zh) | 一种用模铸空心钢锭锻制合金无缝钢管的方法 | |
| CN108044315A (zh) | 一种大口径双金属复合耐蚀无缝管材的制造方法 | |
| CN102632174A (zh) | 一种改善纯钛宽板的锻造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190828 Address after: 101407 Beijing city Huairou District Yanqi Economic Development Zone Branch Hing Street No. 11 Patentee after: Research Institute of engineering and Technology Co., Ltd. Address before: 100088 Beijing city Xicheng District Xinjiekou Avenue No. 2 Patentee before: General Research Institute for Nonferrous Metals |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210927 Address after: 101407 No. 11 Xingke East Street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Youyan metal composite technology Co.,Ltd. Address before: 101407 No. 11 Xingke East Street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee before: YOUYAN ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |