CN112195378B - 一种无人机机翼大梁型材热处理工艺 - Google Patents

一种无人机机翼大梁型材热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，涉及无人机机翼大梁型材热处理技术领域；为了提升产品质量；具体包括如下步骤：将以铝元素为主的型材原料加入到干燥的熔炼炉中制备得到铝合金熔液；将铝合金熔液进行铸造，控制铸造温度为690℃～710℃、去渣扒灰后进行浇铸，得到铝铸锭；将冷却后的铝铸锭通过抛丸装置除去表面杂质后放入热处理炉中，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；将铝合金铸锭的表面通过铣刀铣除15～30mm，然后锯切；将锯切后加热热轧，得到热轧板。本发明通过在制备过程中，分别利用抛丸装置除杂，后续通过铣刀铣削表面，保障产品的牢固度，同时使得产品表面平整，提升了产品质量。

Description

一种无人机机翼大梁型材热处理工艺
技术领域
本发明涉及无人机机翼大梁型材热处理技术领域，尤其涉及一种无人机机翼大梁型材热处理工艺。
背景技术
随着无人机行业的兴起，人们对无人机质量要求也越来越高，无人机机翼大梁作为无人机构件之一，其往往由原材热处理加工制备而成，在大梁型材的原材选用上，由于纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，造成晶格畸变，阻碍了位错的运动，起到固溶强化的作用，可使其强度提高，根据合金化的一般规律，形成无限固溶体或高浓度的固溶体型合金时，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能，所以多采用铝合金为原材进行加工，而铝合金加工中免不了参杂或多或少的杂质，目前的热处理工艺虽满足制备要求，但是对杂质的去除和最终质量的把控还存在不足。
经检索，中国专利申请号为CN201610075102.9的专利，公开了一种厚壁铝合金空心挤压型材的热处理工艺，对铝合金型材进行双级强化固溶处理后，依次进行三级人工时效。双级强化固溶处理，首先可溶解部分易溶相，降低合金的变形储能，消除大部分组织内应力，抑制后续的再结晶及晶粒粗大；随后，进一步溶解组织中的第二相及难溶相，提高合金淬火后的过饱和度。三级时效处理，间断传统的单级时效，使合金兼备晶内析出相弥散细小、晶界析出相孤立、不连续的组织特征，截断晶间腐蚀通道，提高合金的耐腐蚀性能。上述专利虽满足制备要求，但是对杂质的去除和最终质量的把控还存在不足。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种无人机机翼大梁型材热处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，包括如下步骤：
S1：将以铝元素为主的型材原料加入到干燥的熔炼炉中制备得到铝合金熔液；
S2：将铝合金熔液进行铸造，控制铸造温度为690℃～710℃、去渣扒灰后进行浇铸，得到铝铸锭；
S3：将冷却后的铝铸锭通过抛丸装置除去表面杂质后放入热处理炉中，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；
S4：将铝合金铸锭的表面通过铣刀铣除15～30mm，然后锯切；将锯切后加热热轧，得到热轧板；
S5：对热轧板进行二次锯切，然后放入辊底式淬火炉中淬火，得到淬火板材；
S7：将淬火板材进行拉伸；
S8：将拉伸后的板材依序放入辊底炉和时效炉内进行加热保温，温度分别控制在160℃～190℃和110℃～120℃，保温时间分别控制在2～3h和20～28h，出炉冷却，得到符合制备无人机机翼大梁要求的型材。
优选的：所述型材原料成分包括Cu2.5％～2.9％，Mn≤0.2％， Mg2.0％～2.2％，Zn4.9％～6.8％，S≤0.2％，Fe≤0.1％，Cr≤ 0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.15％，Pb≤0.05％，余量为Al。
进一步的：所述S1步骤中，制备得到铝合金熔液具体操作为，控制熔炼温度为700℃～750℃，熔炼9～16h，得到铝熔体，然后保温18～25min，精炼20～30min，成分校对后静置30min，得到铝合金熔液。
进一步优选的：所述S3步骤中，对热处理炉的控制具体为先加热至360℃～390℃，保温12～15h，再将炉气转定温460℃，铝铸锭升温至455℃～465℃，保持55～58h，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭。
作为本发明一种优选的：所述S5步骤中，对辊底式淬火炉的控制具体为先加热至450℃～470℃，保温100～200min，再加热至 470℃～480℃，保温100～200min，在30s内浸入室温水中，进行淬火处理，得到淬火板材。
作为本发明进一步优选的：所述S3步骤中抛丸装置包括机体和夹持物料的夹板，所述机体顶部和底部分别设置有抛丸口和回收口，机体一侧内壁滑动连接有弧形电动挡门，两个夹板的两端分别焊接有两个转动轴，两个转动轴分别通过转动座安装于机体的两个内壁。
作为本发明再进一步的方案：所述转动轴的圆周外壁通过螺丝固定有均匀分布的导向叶。
在前述方案的基础上：所述机体底部呈弧形结构，且机体底部通过螺丝安装有弹力板。
在前述方案的基础上优选的：所述导向叶远离转动轴的一端均设置有配重块。
在前述方案的基础上进一步优选的：将所述型材原料成分替换为 Cu2.7％～2.9％，Mn≤0.15％，Mg2.1％～2.2％，Zn5.5％～6.8％，S≤0.15％，Fe≤0.1％，Cr≤0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.1％，Pb ≤0.05％，余量为Al。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过在制备过程中，分别利用抛丸装置除杂，后续通过铣刀铣削表面，保障产品的牢固度，同时使得产品表面平整，提升了产品质量。
2.通过设置夹板、转动轴等结构，能够利用抛丸的冲击力使得物料发生旋转，从而对物料进行全方位的击打，利于表面杂质的去除。
3.通过设置导向叶，能够通过抛丸的冲击力起到配合导向转动的作用，避免抛丸方向与物料较大侧面平行而导致转动困难的现象。
4.通过设置弹力板，能够对弹下的弹丸进行支撑和回弹，对物料下方进行击打，进一步提升了处理效果，通过设置配重块，能够提升导向叶转动的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种无人机机翼大梁型材热处理工艺的流程图；
图2为本发明提出的一种无人机机翼大梁型材热处理工艺抛丸装置内部的结构示意图；
图3为本发明提出的一种无人机机翼大梁型材热处理工艺抛丸装置导向叶的结构示意图。
图中：1机体、2抛丸口、3弧形电动挡门、4导向叶、5弹力板、 6回收口、7配重块、8转动座、9转动轴、10夹板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1：
一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将以铝元素为主的型材原料加入到干燥的熔炼炉中制备得到铝合金熔液；
S2：将铝合金熔液进行铸造，控制铸造温度为690℃～710℃、去渣扒灰后进行浇铸，得到铝铸锭；
S3：将冷却后的铝铸锭通过抛丸装置除去表面杂质后放入热处理炉中，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；
S4：将铝合金铸锭的表面通过铣刀铣除15～30mm，然后锯切；将锯切后加热热轧，得到热轧板；
S5：对热轧板进行二次锯切，然后放入辊底式淬火炉中淬火，得到淬火板材；
S7：将淬火板材进行拉伸；
S8：将拉伸后的板材依序放入辊底炉和时效炉内进行加热保温，温度分别控制在160℃～190℃和110℃～120℃，保温时间分别控制在2～3h和20～28h，出炉冷却，得到符合制备无人机机翼大梁要求的型材。
为了提升产品质量；所述型材原料成分包括Cu2.5％～2.9％， Mn≤0.2％，Mg2.0％～2.2％，Zn4.9％～6.8％，S≤0.2％，Fe≤ 0.1％，Cr≤0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.15％，Pb≤0.05％，余量为Al。
所述S1步骤中，制备得到铝合金熔液具体操作为，控制熔炼温度为700℃～750℃，熔炼9～16h，得到铝熔体，然后保温18～25min，精炼20～30min，成分校对后静置30min，得到铝合金熔液。
所述S3步骤中，对热处理炉的控制具体为先加热至360℃～ 390℃，保温12～15h，再将炉气转定温460℃，铝铸锭升温至455℃～ 465℃，保持55～58h，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭。
所述S5步骤中，对辊底式淬火炉的控制具体为先加热至450℃～470℃，保温100～200min，再加热至470℃～480℃，保温100～ 200min，在30s内浸入室温水中，进行淬火处理，得到淬火板材。
为了便于去除型材表面杂质；如图2、图3所示，所述S3步骤中抛丸装置包括机体1和夹持物料的夹板10，所述机体1顶部和底部分别设置有抛丸口2和回收口6，机体1一侧内壁滑动连接有弧形电动挡门3，两个夹板10的两端分别焊接有两个转动轴9，两个转动轴9分别通过转动座8安装于机体1的两个内壁，通过设置夹板10、转动轴9等结构，能够利用抛丸的冲击力使得物料发生旋转，从而对物料进行全方位的击打，利于表面杂质的去除。
为了提升抛丸装置处理效果；如图2、图3所示，所述转动轴9 的圆周外壁通过螺丝固定有均匀分布的导向叶4；通过设置导向叶4，能够通过抛丸的冲击力起到配合导向转动的作用，避免抛丸方向与物料较大侧面平行而导致转动困难的现象。
为了进一步提升处理效果；如图2、图3所示，所述机体1底部呈弧形结构，且机体1底部通过螺丝安装有弹力板5；通过设置弹力板5，能够对弹下的弹丸进行支撑和回弹，对物料下方进行击打，进一步提升了处理效果。
为了提升可靠性；如图2、图3所示，所述导向叶4远离转动轴 9的一端均设置有配重块7，通过设置配重块7，能够提升导向叶4 转动的效果。
本实施例在使用时，将物料夹于夹板10之间，控制机体1的抛丸口2输出弹丸，弹丸击打物料表面，使得物料通过转动轴9转动于转动座8上，利于弹丸全方位接触物料，此外，导向叶4能够通过抛丸的冲击力起到配合导向转动的作用，避免抛丸方向与物料较大侧面平行而导致转动困难的现象；弹力板5能够对弹下的弹丸进行支撑和回弹，对物料下方进行击打，进一步提升了处理效果。
实施例2：
一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1：将以铝元素为主的型材原料加入到干燥的熔炼炉中制备得到铝合金熔液；
S2：将铝合金熔液进行铸造，控制铸造温度为695℃～705℃、去渣扒灰后进行浇铸，得到铝铸锭；
S3：将冷却后的铝铸锭通过抛丸装置除去表面杂质后放入热处理炉中，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；
S4：将铝合金铸锭的表面通过铣刀铣除20～25mm，然后锯切；将锯切后加热热轧，得到热轧板；
S5：对热轧板进行二次锯切，然后放入辊底式淬火炉中淬火，得到淬火板材；
S7：将淬火板材进行拉伸；
S8：将拉伸后的板材依序放入辊底炉和时效炉内进行加热保温，温度分别控制在170℃～180℃和115℃～120℃，保温时间分别控制在2～3h和20～28h，出炉冷却，得到符合制备无人机机翼大梁要求的型材。
为了提升产品质量；所述型材原料成分包括Cu2.7％～2.9％， Mn≤0.15％，Mg2.1％～2.2％，Zn5.5％～6.8％，S≤0.15％，Fe≤ 0.1％，Cr≤0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.1％，Pb≤0.05％，余量为 Al。
所述S1步骤中，制备得到铝合金熔液具体操作为，控制熔炼温度为720℃～750℃，熔炼12～14h，得到铝熔体，然后保温20～25min，精炼25～30min，成分校对后静置30min，得到铝合金熔液。
所述S3步骤中，对热处理炉的控制具体为先加热至370℃～ 380℃，保温13～15h，再将炉气转定温460℃，铝铸锭升温至455℃～ 465℃，保持56～58h，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭。
所述S5步骤中，对辊底式淬火炉的控制具体为先加热至450℃～ 470℃，保温110～170min，再加热至470℃～480℃，保温150～ 180min，在30s内浸入室温水中，进行淬火处理，得到淬火板材。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将以铝元素为主的型材原料加入到干燥的熔炼炉中制备得到铝合金熔液；
S2：将铝合金熔液进行铸造，控制铸造温度为690℃～710℃、去渣扒灰后进行浇铸，得到铝铸锭；
S3：将冷却后的铝铸锭通过抛丸装置除去表面杂质后放入热处理炉中，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；
S4：将铝合金铸锭的表面通过铣刀铣除15～30mm，然后锯切；将锯切后加热热轧，得到热轧板；
S5：对热轧板进行二次锯切，然后放入辊底式淬火炉中淬火，得到淬火板材；
S6：将淬火板材进行拉伸；
S7：将拉伸后的板材依序放入辊底炉和时效炉内进行加热保温，温度分别控制在160℃～190℃和110℃～120℃，保温时间分别控制在2～3h和20～28h，出炉冷却，得到符合制备无人机机翼大梁要求的型材；
所述型材原料成分包括Cu 2.5％～2.9％，Mn≤0.2％，Mg2.0％～2.2％，Zn4.9％～6.8％，S≤0.2％，Fe≤0.1％，Cr≤0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.15％，Pb≤0.05％，余量为Al；
所述S1步骤中，制备得到铝合金熔液具体操作为，控制熔炼温度为700℃～750℃，熔炼9～16h，得到铝熔体，然后保温18～25min，精炼20～30min，成分校对后静置30min，得到铝合金熔液；
所述S3步骤中，对热处理炉的控制具体为先加热至360℃～390℃，保温12～15h，再将炉气转定温460℃，铝铸锭升温至455℃～465℃，保持55～58h，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；
所述S5步骤中，对辊底式淬火炉的控制具体为先加热至450℃～470℃，保温100～200min，再加热至470℃～480℃，保温100～200min，在30s内浸入室温水中，进行淬火处理，得到淬火板材；
所述S3步骤中抛丸装置包括机体(1)和夹持物料的夹板(10)，所述机体(1)顶部和底部分别设置有抛丸口(2)和回收口(6)，机体(1)一侧内壁滑动连接有弧形电动挡门(3)，两个夹板(10)的两端分别焊接有两个转动轴(9)，两个转动轴(9)分别通过转动座(8)安装于机体(1)的两个内壁；
所述转动轴(9)的圆周外壁通过螺丝固定有均匀分布的导向叶(4)；
所述机体(1)底部呈弧形结构，且机体(1)底部通过螺丝安装有弹力板(5)；
所述导向叶(4)远离转动轴(9)的一端均设置有配重块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种无人机机翼大梁型材热处理工艺，其特征在于，将所述型材原料成分替换为Cu2.7％～2.9％，Mn≤0.15％，Mg2.1％～2.2％，Zn5.5％～6.8％，S≤0.15％，Fe≤0.1％，Cr≤0.02％，Ni≤0.1％，Ti≤0.1％，Pb≤0.05％，余量为Al。
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