SU933790A1

SU933790A1 - Method for forming parts from high-tensile aluminium alloys

Info

Publication number: SU933790A1
Application number: SU803004194A
Authority: SU
Inventors: Галина Апсаттаровна Раевская; Олег Васильевич Соснин; Иван Прохорович Поспелов; Борис Васильевич Горев; Станислав Николаевич Веричев; Борис Александрович Бишев; Валерий Викторович Красовский
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6115; Институт гидродинамики СО АН СССР
Priority date: 1980-11-12
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1982-06-07

Description

(5) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АЛОНИИИЕВЫХ СПЛАВОВ(5) METHOD FOR FORMING DETAILS FROM HIGH-STRENGTH ALONIUM ALLOYS

1one

Изобретение относитс к обработке металлов давлением в сочетании с термообработкой и может быть использовано в машиностроении и судостроении дл формообразовани деталей с высокими прочностными свойствами и высо кой точностью их изготовлени из листов , профилей и монолитных панелей, например обшивок, создающих аэродинамический обвод изделий.The invention relates to the processing of metals by pressure in combination with heat treatment and can be used in mechanical engineering and shipbuilding to form parts with high strength properties and high precision of their manufacture from sheets, profiles and monolithic panels, for example, skins that create an aerodynamic bypass.

Известен способ формообразовани деталей о режиме ползучести, включающий фиксацию заготовки на формблоке, гибку ее нагружением путем создани разр жени между матрицей и последующую термообработку под нагрузкой L 3A known method of forming parts about the creep mode includes fixing the workpiece on the mold block, bending it with loading by creating a discharge between the matrix and subsequent heat treatment under the load L 3

Однако способ не обеспечивает высокой прочности получаемых изделий, а после формообразовани необходимо проводить термообработку издели , что усложн ет технологический процесс .However, the method does not provide high strength of the obtained products, and after shaping, it is necessary to conduct heat treatment of the product, which complicates the process.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ формообразовани деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающий фиксацию заготовки на матрице и проводимые одновременно термообработку заготовки и ее гибку нагружением, возрастающим с посто нной скоростью до прин ти заготовкой заданной формы . Нагружение провод т в течение всего рвемёни термообработки f2j.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of forming parts from high-strength aluminum alloys, including fixing the workpiece on the matrix and conducted simultaneously by heat treatment of the workpiece and its bending by loading, increasing with constant speed to the preparation of a given shape. The loading is carried out during the entire heat treatment rjj f2j.

10ten

Недостатком этого способа вл етс низка точность формообразовани деталей. Это вызвано пружинением деталей после их формообразовани , точно учесть величину которого при изгоts товлении формующей оснастки невозможно из-за различи механических свойств материала заготовок и их геометрических размеров в пределах допуска . Правка готовых деталей дл The disadvantage of this method is the low accuracy of forming parts. This is caused by the springing of parts after their shaping, which cannot be accurately taken into account when fabricating the forming tooling due to the difference in the mechanical properties of the material of the workpieces and their geometric dimensions within the tolerance. Edit finished parts for

20 получени заданной точности недопустима , так как люба деформацию деталей после термообработки ведет к снижению прочностных свойств мате39 риала: сопротивлени ползучести и , относительного удлинени . Цель изобретени - повышение точности формообразовани деталей. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу формообразовани деталей из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающем фиксацию заготовки на матрице, гибку iee с одновременным нагревом под термообработку , гибку провод т в течение 0,2-0,3 расчетного времени нагрева под термообработку, после чего нагруженную деталь охлаждают, снимаю нагружение, провод т правку и осуществл ют термообработку детали в свободном состо нии. Нижний предел времени гибки нагру жением обусловлен тем, что в течение 0,2 расчетного времени термообработки больша часть возникших при гибке в материале заготовки напр жений, способных к релаксации при заданных услови х, и поэтому деталь уже в это врем имеет тйкую же точность изготовлени как и после всего процесса термообработки. А верхний предел времени обусловлен тем, что за 0,3 расчетного времени термообработки материал еще не уп(5Очн етс (остаетс пластичным), что позвол ет проводить правку детали без ухудшени прочностных свойств материала детали. На фиг. 1 и 2 представлено устройство дл формообразовани деталей по предложенному способу. Устройство состоит из каркаса 1, матрицы 2 и пневмокамеры 3, снабженной штуцером 4 дл подачи воздуха и жесткой пластиной 5, на которой за реплены рубильники 6, формующа поверхность которых имеет кривизну формующей поверхности матрицы 2. Мат рица 2 снабжена фиксирующими штыр ми 7. Пример. Провод т формообразо вание панели одинарной кривизны из плоской заготовки, имеющей ребра жесткости и отдельные утолщени полотна . Заготовку панели получают фре зерованием из-плоской, закаленной и раст нутой плиты. Материал заготовки высокопрочный алюминиевый сплав марк . Размеры заготовки панели 1200x2500 мм, толщина полотна и ребер жесткости - 2 мм, имеютс О1;дель ные утолщени полотна мм, высота ребер - 30 мм. Радиус кривизны готовой панели после формообразовани -2000 мм. Заготовку 8 укладывают на матрицу 2, фиксируют на ней по наружному контуру с помощью штырей 7. К ребрам 9 заготовки, расположенным в плоскости изгиба, подвод т рубильники 6. После этого устройство помещают в электропечь и нагревают до температуры термообработки (искусственного старени ) указанного сплава . Одновременно с термообработкой провод т гибку заготовки нагружением , возрастающим с посто нной скоростью . Дл того в пневмокамеру 3 нагнетают воздух, постепенно повыша его избыточное давление от О до 1,2 кг/см при этом пневмокамеры 3 увеличиваетс и давление воздуха передаётс через пластину 5 на рубильники 6, а от них на заготовку 8, в результате чего заготовка В изгибаетс до формы заданной матрицей 2. Нагружение заготовки 8 производитс в течение 3 ч, что составл ет 0,25 от расчетного времени термообработки (12 ч) дл сплава . Скорость нагружени заготовки Q,k кг/см в ч. Нагружение заготовки 8 возрастающей нагрузкой при температуре термообработки в течение 3 ч вызывает в заготрвке необратимые деформации ползучести, в результате чего заготовка принимает заданную, форму. Через 3 ч термообработку заготовки 8 под нагрузкой прерывают, формообразующее устройство с заготовкой 8 вынимают из печи, деталь охлаждают „од нагрузкой (не вынима из устройства ) до комнатной температуры и нагружение с полученной детаснимают ли, выпуска воздух из пневмокамеры 3. Контроль геометрических размеров полученной детали показывает, что участки детали с утолщени ми полотна имеют отклонени от заданного радиуса кривизны после гибки на 1-1,5 мм. Дл устранени этих отклонений деталь прав т выколоткой по болванке,форма которой соответствует заданной форме детали. Врем правки 10 мин. После правки заканчивают термообработку детали в свободном состо нии. Дл этого деталь загружают в печь, нагревают до 195°С и выдерживают при этой температуре оставше55 ес врем термообработки - 9 ч 02-3s9 ч). Затем деталь вынимают из пеми, охлаждают и контролируют на точность формообразовани . Отдель .ные участки детали имеют отклонени от заданного размера гибки на 0,10 ,3 мм. Гибку нагружением провод т в течение . О,2-0,3 расчетного времени термообработки , после которого больша часть напр жений, способных к релаксации , уже прорелаксирована, в результате чего деталь уже имеет ту же точность изготовлени , как и после всего процесса термообработки. Другие20 obtaining a given accuracy is unacceptable, since any deformation of parts after heat treatment leads to a decrease in the strength properties of the material: creep resistance and relative elongation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of forming parts. This goal is achieved by the fact that according to the method of forming parts from high-strength aluminum alloys, including fixing the workpiece on the matrix, bending iee with simultaneous heating for heat treatment, bending is carried out for 0.2-0.3 estimated heating time for heat treatment, then loaded the part is cooled, relieved, corrected, and the part is heat treated in a free state. The lower time limit is flexible due to the fact that during 0.2 of the calculated heat treatment time most of the stresses arising from bending in the material of the workpiece are capable of relaxation under specified conditions, and therefore the part already at this time has the same manufacturing accuracy as and after the whole heat treatment process. And the upper time limit is due to the fact that the material has not yet been packaged for 0.3 calculated heat treatment time (5 It becomes thick (remains ductile), which allows the part to be edited without compromising the strength properties of the material of the part. Figures 1 and 2 show the device for shaping parts according to the proposed method. The device consists of a frame 1, a matrix 2 and a pneumatic chamber 3, equipped with a fitting 4 for supplying air and a rigid plate 5, on which switches 6, the forming surface of which has a curvature of the forming surface and dies 2. Matrix 2 is provided with locking pins 7. Example: A single curvature panel is formed from a flat billet having stiffeners and separate web thickenings. The panel blank is made by milling from a flat, hardened and stretched plate. billet high-strength aluminum alloy mark.The dimensions of the panel blank are 1200x2500 mm, the thickness of the web and stiffening ribs - 2 mm, are O1; the web is thickened by mm, the height of the ribs is 30 mm. The radius of curvature of the finished panel after shaping is -2000 mm. The workpiece 8 is placed on the matrix 2, fixed on it along the outer contour with the help of pins 7. Knife switches 6 are supplied to the edges 9 of the workpiece located in the plane of the bend. After that, the device is placed in an electric furnace and heated to the temperature of heat treatment (artificial aging) of the specified alloy . Simultaneously with the heat treatment, the bending of the workpiece is carried out with a load increasing at a constant speed. For this purpose, air is injected into the pneumatic chamber 3, gradually increasing its overpressure from 0 to 1.2 kg / cm, while the pneumatic chambers 3 increase and the air pressure is transmitted through plate 5 to the switches 6, and from them to the workpiece 8, resulting in the blank B is bent to the shape given by the matrix 2. The loading of the workpiece 8 is carried out for 3 hours, which is 0.25 of the calculated heat treatment time (12 hours) for the alloy. The loading rate of the workpiece Q, k kg / cm h. Loading the workpiece 8 with an increasing load at a heat treatment temperature for 3 hours causes irreversible creep deformations in the preparation, as a result of which the workpiece assumes a predetermined shape. After 3 h, the heat treatment of the workpiece 8 under load is interrupted, the forming device with the workpiece 8 is removed from the furnace, the part is cooled “with the load (not removed from the device) to room temperature and the load is removed from the chamber, release the air from the pneumatic chamber 3. Control the geometric dimensions of the obtained the details shows that the parts of the part with the thickenings of the web have deviations from the predetermined radius of curvature after bending by 1-1.5 mm. To eliminate these deviations, the part is right by punching out the blank, the shape of which corresponds to the specified shape of the part. Editing time 10 min. After straightening, the heat treatment of the part in a free state is completed. For this, the item is loaded into the furnace, heated to 195 ° C and kept at this temperature for the remaining 55 EC (heat treatment time - 9 hours 02-3s9 hours). The part is then removed from the chip, cooled and monitored for forming accuracy. Separate parts of the part have deviations from the specified size are flexible by 0.10, 3 mm. Bending loading is carried out for. O, 2–0.3 times the calculated heat treatment time, after which most of the stresses capable of relaxation are already relaxed, with the result that the part already has the same manufacturing accuracy as after the whole heat treatment process. Other

высокопрочные алюминиевые сплавы имеют такой же характер кривых изменени прочностных свойств и релаксации напр жений в процессе термообработки , как и сплав АКЧ-1.High-strength aluminum alloys have the same nature of the curves of change in strength properties and stress relaxation during heat treatment as the alloy AKCh-1.

Предложенный способ обеспечивает точность формообразовани на З- класса выше, чем известный за счет того, что термообработку детали прерывает , когда она уже прин ла заданную форму, но еще находитс в пластическом состо нии, и прав т ее, в то же врем как в известном способе термообработка непрерывна, а операдетали , гибку провод т в течение 0,2-0,3 расчетного времени нагрева под термообработку, после чего нагруженную деталь охлаждают, снимаютThe proposed method ensures the shaping accuracy on the 3-class higher than the known one, due to the fact that the heat treatment of the part interrupts when it has already taken a given shape, but is still in a plastic state, and is right in the same way as in the well-known the method of heat treatment is continuous, and the operative parts, the bending is carried out for 0.2-0.3 times the calculated heating time for heat treatment, after which the loaded part is cooled, removed

нагружение, производ т правку и осуществл ют термообработку в свободном состо нии.loading, straightening and heat treatment in a free state.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1. Патент США № 3739607, кл. 72-63, 1977.1. US patent No. 3739607, CL. 72-63, 1977.

Claims

2, USSR Copyright Certificate No. 2579302 / 22-02, cl. C 22 F 1/0, 1978. 0 qi straightening is absent, as straightening after heat treatment impairs the strength properties of the material of the part, leading to the appearance of cracks in it, which is not necessary. The invention method of forming parts from high-strength aluminum alloys, including fixing the workpiece on the matrix, bending it with simultaneous heating for heat treatment, characterized in that, in order to improve the accuracy of forming