CN109226425A - 一种铝合金板带局部深冷的零件单点成形方法 - Google Patents

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Abstract

一种铝合金板带局部深冷的零件单点成形方法，第一步：将铝合金带材加工成片状得到片材；第二步：将所述片材安装在靠模上；第三步：采用冷却氮气对单点成形的压头进行冷却，使压头的温度降低到‑150℃～‑100℃；第四步：对片材上与压头即将接触的区域进行局部冷却，冷却到‑150℃～‑100℃；第五步：对局部深冷处理的片材进行零件单点成形，通过持续变形，生产出高性能的铝合金单点成形零件。本发明可以提高铝合金单点成形零件的机械性能，降低产品重量，延长工件使用寿命，得到高性能铝合金单点成形零件。

Description

一种铝合金板带局部深冷的零件单点成形方法
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单点成形方法。
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，在铝合金零件的单点成形方面，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单点成形，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单点成形方法，可以提高铝合金单点成形零件的机械性能，降低产品重量，延长工件使用寿命，得到高性能铝合金单点成形零件。
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单点成形方法，包括：
第一步：将铝合金带材加工成片状得到片材；
第二步：将所述片材安装在靠模上；
第三步：采用冷却氮气对单点成形的压头进行冷却，使压头的温度降低到-150℃～-100℃；
第四步：对片材上与压头即将接触的区域进行局部冷却，冷却到-150℃～-100℃；
第五步：对局部深冷处理的片材进行零件单点成形，通过持续变形，生产出高性能的铝合金单点成形零件。
所述铝合金带材的厚度为300μm～2mm，加工的片材尺寸根据连续作业尺寸进行调整。
在单点成形变形过程中，采用喷枪喷射液氮气体对所述局部以及压头进行冷却和润滑。
与现有技术相比，本发明可以提高铝合金单点成形零件的机械性能，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单点成形零部件，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单点成形方法，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，对铝合金材料进行深冷成形，可以大幅提高铝合金构件的强度与韧性。
在铝合金零件单点成形过程中，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，然后进行快速零件单点成形加工，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～2mm。
第二步：将铝合金带材加工成一定尺寸的片材3，尺寸根据连续作业尺寸进行调整。
第三步：将铝合金片材3安装在靠模2上，边缘部分上下以压边板1压紧固定。
第四步：采用冷却氮气对单点成形的压头4进行冷却，使压头4的温度降低到-150℃～-100℃。
第五步：对片材3上即将与压头4接触的区域进行局部冷却，实现片材3局部温度被冷却到-150℃～-100℃。
第六步：对局部已经深冷处理的片材3进行零件单点成形，通过持续变形，生产出高性能的铝合金单点成形零件。在局部深冷零件单点成形变形过程中，采用氮气喷枪5喷射液氮气体对压头4进行冷却和润滑，利用氮气喷枪组6喷射液氮气体对片材3上即将与压头4接触的区域进行冷却和润滑。
在本发明的一个实施例中，采用铝合金AA6061铝带为原料，带材厚度为0.6mm。首先，将AA6061铝合金带材加工成为一个直径为180mm×180mm方形片材；对方形片材安置在靠模上。靠模表面几何尺寸如图2所示。开启模具冷却喷枪，使加工工具的温度达到-100℃；开启铝合金板材冷却喷枪组，使冷却区域的温度达到-120℃。开启单点成形，直至制备出单点成形的高性能的铝合金零件。采用局部深冷单点成形技术制备的零部件有效避免了零件大变形局部区域出现颈缩、裂纹等缺陷，并且是零件的机械性能提升15％以上。

Claims (3)

1.一种铝合金板带局部深冷的零件单点成形方法，其特征在于，包括：
第一步：将铝合金带材加工成片状得到片材；
第二步：将所述片材安装在靠模上；
第三步：采用冷却氮气对单点成形的压头进行冷却，使压头的温度降低到-150℃～-100℃；
第四步：对片材上与压头即将接触的区域进行局部冷却，冷却到-150℃～-100℃；
第五步：对局部深冷处理的片材进行零件单点成形，通过持续变形，生产出高性能的铝合金单点成形零件。
2.根据权利要求1所述铝合金板带局部深冷的零件单点成形方法，其特征在于，所述铝合金带材的厚度为300μm～2mm，加工的片材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单点成形方法，其特征在于，在单点成形变形过程中，采用喷枪喷射液氮气体对所述局部以及压头进行冷却和润滑。
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