CN109226424A - 一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法 - Google Patents

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Abstract

一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，第一步：将铝合金带材加工成片状；第二步：采用冷却氮气将加工后的材料进行局部深冷，冷却到‑150℃～‑100℃；第三步：对局部深冷处理的材料进行零件冲压，得到高性能的铝合金冲压零件。本发明可以提高现有铝合金零件冲压件机械性能，降低产品重量，延长工件使用寿命，得到高性能铝合金零件冲压件。

Description

一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法
技术领域
本发明属于金属材料塑性成形技术领域，特别涉及一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法。
背景技术
铝合金由于密度低，在汽车轻量化领域得到快速发展。然而，相对于钢铁材料而言，铝合金的塑性变形能力相对较差，与此同时，铝合金的强度相对于钢铁材料而言有待进一步提高。
目前，在铝合金零件的冲压制备方面，在某些局部区域存在强度不足的问题，与此同时，这些地方还容易出现裂纹缺陷。为了解决这一个问题，人们经常采用局部加热技术进行加工，一方面不需要对整个结构件进行加热，节省了能源，另一方面，也提高了产品的力学性能。然而，这种方法的一个缺点就是相对于冷加工制备的零件冲压，其力学性能依旧有较大程度的降低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，可以提高现有铝合金零件冲压件机械性能，降低产品重量，延长工件使用寿命，得到高性能铝合金零件冲压件。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，包括：
第一步：将铝合金带材加工成片状；
第二步：采用冷却氮气将加工后的材料进行局部深冷，冷却到-150℃～-100℃；
第三步：对局部深冷处理的材料进行零件冲压，得到高性能的铝合金冲压零件。
所述铝合金带材的厚度为300μm～5mm，加工的片状材料尺寸根据连续作业尺寸进行调整。
所述局部是片状材料在冲压过程中承受塑性变形最大的区域，也即零件中需要提高强度和塑性的位置，尤其是零件发生局部弯折的区域。
所述深冷的冷却时间30秒钟～5分钟。
在冲压变形过程中，采用冷却氮气循环对模具进行局部深冷，并且采用喷枪喷射液氮气体对所述局部进行冷却和润滑。
与现有技术相比，本发明可以提高现有铝合金零件冲压件机械性能，降低产品重量，延长工件使用寿命，适合于制备纯铝和铝合金的零件冲压零部件，在汽车轻量化、航空航天零部件制备等领域具有广阔前景。
附图说明
图1是本发明制备流程图。
图2是本发明实施例中采用的具体加工尺寸示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
本发明一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其主要原理是：
铝合金材料高温韧性较好，室温韧性较差，但是在超低温情况下韧性又变得很好。即铝合金带材在超低温情况具有优异的塑性变形能力，与此同时，超低温塑性变形后铝合金的强度与韧性同步提高。
在铝合金零件冲压制备过程中，对需要提高强度且需要较高塑性的局部区域进行深冷处理，然后进行快速零件冲压成形加工，可获得质量优异的产品。
其具体步骤如图1所示，包括：
第一步：以铝合金带材为原料，铝合金带材厚度在300μm～5mm。
第二步：将铝合金带材加工成一定尺寸的片状材料1，尺寸根据连续作业尺寸进行调整。
第三步：采用冷却氮气对片状材料进行局部冷却，深冷处理的局部区域2是一个就是在片材冲压过程中承受塑性变形最大的区域，特别是零部件发生局部弯折的区域。剩余均为未被深冷冷却的区域3，冷却30秒钟～5分钟，实现铝合金带材局部温度被冷却到-150℃～-100℃。
第四步：将局部深冷处理的铝合金片材6放置于下模7上，并以压环5压紧，利用上模4进行零件冲压，生产出高性能的铝合金冲压零件。在局部深冷零件冲压变形过程中，采用冷却氮气循环对上模局部冷却装置8和下模局部冷却装置9对模具进行局部深冷，并且采用喷枪喷射液氮气体进行冷却和润滑。
在本发明的一个实施例中，采用铝合金AA1060铝带为原料，带材厚度为1.2mm。首先，将1060铝合金带材加工成为一个直径为180mm×40mm方形片材；对方形片材距右侧一侧10mm至60mm位置的片材进行深冷处理，采用氮气冷却，冷却至温度为-150℃。取出片材，采用局部深冷的冲压技术，冲压过程采用氮气对上模和下模进行局部冷却，制备出冲压的高性能的铝合金零件，零件尺寸如图2所示。采用局部深冷技术进行冲压制备的零部件有效避免了冲压件大变形区域出现颈缩、裂纹等缺陷，并且是零件变形区域的硬度增加10％以上。

Claims (7)

1.一种铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，包括：
第一步：将铝合金带材加工成片状；
第二步：采用冷却氮气将加工后的材料进行局部深冷，冷却到-150℃～-100℃；
第三步：对局部深冷处理的材料进行零件冲压，得到高性能的铝合金冲压零件。
2.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，所述铝合金带材的厚度为300μm～5mm，加工的片状材料尺寸根据连续作业尺寸进行调整。
3.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，所述局部是零件中需要提高强度和塑性的位置。
4.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，所述局部是片状材料在冲压过程中承受塑性变形最大的区域。
5.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，所述局部是零件发生局部弯折的区域。
6.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，所述深冷的冷却时间30秒钟～5分钟。
7.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件冲压方法，其特征在于，在冲压变形过程中，采用冷却氮气循环对模具进行局部深冷，并且采用喷枪喷射液氮气体对所述局部进行冷却和润滑。
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