CN111229874B - 一种板料冷热快速循环时效成形方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种板料冷热快速循环时效成形方法及装置，涉及板料成形技术领域，包括以下步骤：将经过固溶处理后的板料水平放入凹模中，再将凸模压在板料上；将成形模具放入压力装置上施加压力，拧紧保压螺母，保持成形模具对板料的压力；启动温控系统，进入冷热循环时效成形过程：此时成形模具处于室温，加热装置启动，使成形模具升温到略高于时效温度的温度；到达设定温度后，温控系统将关闭加热装置，启动冷却装置，使成形模具冷却到室温；第一个循环过程完成后进入不断循环时效过程，待最后一个循环过程完成后，待板料冷却到室温即可取出，得到成形后的部件。本发明减少时效成形时间，提高了成形性能，具有更好的成形效果。

Description

一种板料冷热快速循环时效成形方法及装置
技术领域
本发明涉及板料成形技术领域，特别是涉及一种板料冷热快速循环时效成形方法及装置。
背景技术
铝合金板料通过时效成形加工成大曲率构件，时效过程中的温度作为一个关键因素，对成形的质量有重要影响。目前的研究方向主要是通过在时效过程中施加外部能量、预变形等手段，提高板料时效过程中的位错激活能，增加位错密度，提高弹性变形向塑性变形的转换率。
但是，现有的时效成形主要由于材料的弹性应力的降低过程缓慢，需要较长的成形时间。
因此，亟需提供一种新的板料冷热快速循环时效成形方法及装置，以解决现有技术中所存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种板料冷热快速循环时效成形方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，减少时效成形时间，提高了成形性能，具有更好的成形效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种板料冷热快速循环时效成形方法，包括以下步骤：
步骤一、将经过固溶处理后的板料水平放入凹模中，再将凸模压在板料上；
步骤二、将成形模具放入压力装置上施加压力，使板料紧紧贴合在成形模具的型面上，拧紧保压螺母，保持成形模具对板料的压力；
步骤三、启动温控系统，进入冷热循环时效成形过程：此时成形模具处于室温，加热装置启动，使成形模具升温到略高于时效温度的温度；
步骤四、到达设定温度后，温控系统将关闭加热装置，启动冷却装置，使成形模具冷却到室温；
步骤五、第一个循环过程完成后进入不断循环时效过程，待最后一个循环过程完成后，待板料冷却到室温即可取出，得到成形后的部件。
优选的，所述步骤二中压力装置为压力机。
优选的，所述步骤三中，模具升温到200℃。
本发明中还公开了一种板料冷热快速循环时效成形装置，包括成形模具，所述成形模具包括凸模和凹模；所述成形模具上设置有加热装置和冷却装置，所述加热装置和冷却装置连接有温控系统。
优选的，所述凸模内安装有所述加热装置，所述凹模内安装有所述冷却装置。
优选的，所述加热装置采用加热丝，所述冷却装置包括冷却水管。
优选的，所述凸模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的加热通孔，所述电热丝放入所述加热通孔内，并呈蛇形依次串通多个所述加热通孔；所述凹模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的冷却通孔，所述冷却水管放入所述冷却通孔内，并依次串通多个所述冷却通孔。
优选的，所述温控系统包括控制器和温度传感器，所述温度传感器设置于所述凹模和所述凸模的间隙内；所述控制器与所述温度传感器、所述冷却装置以及所述加热装置电连接。
优选的，所述温度传感器采用热电阻或热电偶。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、通过对板料迅速的升降温，在板料内部产生温度应力，提高位错移动激活能，产生位错缠结，促进晶内的沉淀相均匀析出与弥散分布，可以迅速降低板料的应力水平，减少了板料的时效成形时间；
2、提出了一套整合了自动加热&冷却系统的时效成形模具，简化了整体式模具的加热方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明板料冷热快速循环时效成形方法的工作流程图；
图2为本发明板料冷热快速循环时效成形方法的温度变化图；
图3为本发明板料冷热快速循环时效成形装置的结构示意图；
其中，1、成形模具；2、加热通孔；3、温度传感器；4、冷却通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-3所示，本实施例提供一种板料冷热快速循环时效成形方法，包括以下步骤：
步骤一、将经过固溶处理后的板料水平放入凹模中，再将凸模压在板料上；
步骤二、将成形模具1放入压力装置上施加压力，使板料紧紧贴合在成形模具1的型面上，拧紧保压螺母，保持成形模具1对板料的压力；
步骤三、启动温控系统，进入冷热循环时效成形过程：此时成形模具1处于室温，加热装置启动，使成形模具1升温到略高于时效温度的温度；
步骤四、到达设定温度后，温控系统将关闭加热装置，启动冷却装置，使成形模具1冷却到室温；
步骤五、第一个循环过程完成后进入不断循环时效过程，待最后一个循环过程完成后，待板料冷却到室温即可取出，得到成形后的部件。
优选的，所述步骤二中压力装置为压力机，亦可以采用其它满足需要的压力装备。
优选的，所述步骤三中，模具升温到200℃，可根据具体材料调节不同的温度，本实施例中优选采用铝合金板料。
本发明中还公开了一种板料冷热快速循环时效成形装置，包括成形模具1，所述成形模具1包括凸模和凹模；所述成形模具1上设置有加热装置和冷却装置，所述加热装置和冷却装置连接有温控系统。
优选的，所述凸模内安装有所述加热装置，所述凹模内安装有所述冷却装置。
优选的，所述加热装置采用加热丝，加热丝连接有电源以及电源开关；所述冷却装置包括冷却水管，冷却水管用于通入流动的水源，其进水口设置有控制阀。
优选的，所述凸模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的加热通孔2，所述电热丝放入所述加热通孔2内，并呈蛇形依次串通多个所述加热通孔2；所述凹模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的冷却通孔4，所述冷却水管放入所述冷却通孔4内，并依次串通多个所述冷却通孔4。
优选的，所述温控系统包括控制器和温度传感器3，所述温度传感器3设置于所述凹模和所述凸模的间隙内；所述控制器与所述温度传感器3、所述冷却装置以及所述加热装置电连接；具体地，所述温度传感器3采用热电阻或热电偶，本实施例中，可以做到对温度循环过程的自动控制，节省人工。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种板料冷热快速循环时效成形方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将经过固溶处理后的板料水平放入凹模中，再将凸模压在板料上；
步骤二、将成形模具放入压力装置上施加压力，使板料紧紧贴合在成形模具的型面上，拧紧保压螺母，保持成形模具对板料的压力；
所述成形模具包括凸模和凹模，所述成形模具上设置有加热装置和冷却装置，所述加热装置和冷却装置连接有温控系统；所述加热装置采用加热丝，所述冷却装置包括冷却水管，所述凸模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的加热通孔，所述加热丝放入所述加热通孔内，并呈蛇形依次串通多个所述加热通孔；所述凹模内靠近型面的位置上设置有多个贯通的冷却通孔，所述冷却水管放入所述冷却通孔内，并依次串通多个所述冷却通孔；
步骤三、启动温控系统，进入冷热循环时效成形过程：此时成形模具处于室温，加热装置启动，使成形模具升温到高于时效温度的温度；
步骤四、到达设定温度后，温控系统关闭加热装置，启动冷却装置，使成形模具冷却到室温；
步骤五、第一个循环过程完成后进入不断循环时效过程，待最后一个循环过程完成后，待板料冷却到室温即可取出，得到成形后的部件。
2.根据权利要求1所述的板料冷热快速循环时效成形方法，其特征在于：所述步骤二中压力装置为压力机。
3.根据权利要求1所述的板料冷热快速循环时效成形方法，其特征在于：所述步骤三中，成形模具升温到200℃。
4.根据权利要求1所述的板料冷热快速循环时效成形方法，其特征在于：所述温控系统包括控制器和温度传感器，所述温度传感器设置于所述凹模和所述凸模的间隙内；所述控制器与所述温度传感器、所述冷却装置以及所述加热装置电连接。
5.根据权利要求4所述的板料冷热快速循环时效成形方法，其特征在于：所述温度传感器采用热电阻或热电偶。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114807791A (zh) * 2022-04-26 2022-07-29 上海交通大学 一种铝合金薄壁构件超低温增塑与残余应力一体化调控方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101792891A (zh) * 2010-04-28 2010-08-04 中南大学 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的时效处理工艺
CN101838784A (zh) * 2009-03-05 2010-09-22 通用汽车环球科技运作公司 提高铝合金高压压铸件的机械性能的方法
CN102974675A (zh) * 2012-11-01 2013-03-20 哈尔滨工业大学 一种铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法
CN104846302A (zh) * 2015-06-02 2015-08-19 湖南大学 一种保持铝合金强度降低淬火残余应力的时效热处理方法
CN106282860A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 武汉理工大学 梯度力学性能铝合金车身零件成形装置及方法
CN107988569A (zh) * 2017-10-18 2018-05-04 中国航发北京航空材料研究院 一种铝锂合金带筋整体壁板的时效成形方法
CN110405033A (zh) * 2019-07-16 2019-11-05 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺
CN209773173U (zh) * 2019-01-22 2019-12-13 江西豪斯特汽车零部件有限公司 一种铝合金固溶冲压时效强化一体式装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838784A (zh) * 2009-03-05 2010-09-22 通用汽车环球科技运作公司 提高铝合金高压压铸件的机械性能的方法
CN101792891A (zh) * 2010-04-28 2010-08-04 中南大学 一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的时效处理工艺
CN102974675A (zh) * 2012-11-01 2013-03-20 哈尔滨工业大学 一种铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法
CN104846302A (zh) * 2015-06-02 2015-08-19 湖南大学 一种保持铝合金强度降低淬火残余应力的时效热处理方法
CN106282860A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 武汉理工大学 梯度力学性能铝合金车身零件成形装置及方法
CN107988569A (zh) * 2017-10-18 2018-05-04 中国航发北京航空材料研究院 一种铝锂合金带筋整体壁板的时效成形方法
CN209773173U (zh) * 2019-01-22 2019-12-13 江西豪斯特汽车零部件有限公司 一种铝合金固溶冲压时效强化一体式装置
CN110405033A (zh) * 2019-07-16 2019-11-05 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 一种高强铝合金热冲压-纤维热固化复合再增强成形工艺

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