[發明專利]控制高強度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質量的方法

無效

• 申請號: 200810045853.1
• 申請日: 2008-08-22
• 公開（公告）號: CN101342556A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 伍惠;董錦亮;邵洋
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B21D22/20
• 分類號: B21D22/20;C22F1/04
• 代理公司: 成飛（集團）公司專利中心
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明是關于一種高強度鋁合金蒙皮拉伸成形中控制材料表面質量的方法，更具體地說，本發明是關于一種控制高強度7075-“O”狀態鋁合金板材拉伸成形中保證外形準確度和控制材料表面質量的工藝方法。本發明描述的7075-“O”狀態鋁合金板材包括、但不限于7075-“O”狀態鋁合金板材，還可以為LC4-“M”狀態的高強度鋁合金板材。

背景技術

現有技術常用的高強度鋁合金材料板材在一定溫度條件下，再結晶的晶粒大小與變形程度有一定的關系。高強度鋁合金在變形程度很小時一般不會發生再結晶，晶粒保持原來的狀態。影響該材料再結晶晶粒尺寸的因素主要是臨界變形程度、加熱溫度和保溫時間。同一種鋁合金金屬，其臨界變形程度與材料的雜質含量、變形時溫度、原始晶粒尺寸等因素有關，不是固定不變的。強度鋁合金材料板材的拉伸強度和屈服強度值較之于其它鋁合金高，延伸率卻較低。這一特性在生產曲率變化較大的飛行器的外蒙皮時，尤其在制造雙曲度7075高強度鋁合金蒙皮時，限制了在“T6”硬料狀態下的直接拉伸成形。因此通常需要選擇在塑性較好的“O”、“AQ”、“W”狀態下才能實現成形拉伸。但由于現有技術在進行拉伸成形時，機床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲度調整的不一致，高度和傾角與工裝型面的延伸面調整不相吻合，蒙皮的拉伸成形需要較大的變形量。由于內應力分布不均勻，拉伸毛料不是處于均勻的塑性變形狀態，蒙皮材料容易變形，導致蒙皮表面外觀質量缺陷。又由于在經過塑性變形的材料在固溶處理的加熱過程中，都將發生再結晶，使固溶處理后的蒙皮材料在拉伸成形過程中表面極易出現粗晶現象，時常造成蒙皮材料表面粗晶嚴重而報廢。或由于要去除材料表面的粗晶需要進行大量的修復拋光工作。而修復拋光后的蒙皮材料表面會降低蒙皮抗腐蝕、耐疲勞性能。因此，以較小的延伸率獲得準確度高的蒙皮外形是制造高強度鋁合金蒙皮必須解決的問題。

發明內容

為解決高強度鋁合金蒙皮零件拉伸成形時常因變形量大表面極易出現粗晶、或因拉伸變形量不夠造成蒙皮外形準確度差這一相互矛盾的問題，本發明的任務是提供一種在拉伸成形過程中，能夠有效控制高強度鋁合金蒙皮材料變形量及材料變形時的狀態，以較小的延伸率獲取蒙皮外形準確度高，不易出現粗晶表面缺陷，表面質量好的拉伸成形方法。

為了達到上述目的，本發明提供的一種控制高強度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質量的方法，特別是控制高強度鋁合金板材拉伸成形蒙皮表面質量的方法，包括如下步驟：

(1)選擇“O”狀態下的高強度鋁合金板材，將待拉伸毛料正確安裝在拉伸成形機床和工裝上，調整機床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲度、高度和傾角；

(2)用v＝1.7mm/s×(15％～25％)的拉伸成形速度預拉伸成形蒙皮，將預拉伸變形量控制在1％～1.5％范圍內；

(3)預拉伸成形完成后，再進行固溶處理；

(4)將固溶處理后的上述預拉伸成形蒙皮，在室溫下放置20∽25小時進行自然時效；

(5)然后再進行第二次拉伸成形(同樣需要正確安裝)。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果。

①本發明通過材料在工裝和設備上的正確安裝和調節，使材料在拉伸成形過程中盡量處于均勻的塑性變形狀態，達到了以最小延伸率獲取蒙皮外形的目的。并克服了過去機床鉗口的曲度不能調整到與拉伸成形工裝型面曲度不一致、機床鉗口高度和傾角不能調整到與工裝型面的延伸面不相吻合，蒙皮的拉伸成形需要較大的變形量才能達到預想效果問題。在蒙皮預拉伸成形中采用平穩的v＝1.7mm/s×(15％∽25)中等速度，避免了拉伸蒙皮內應力分布不均勻和蒙皮拉伸塑性變形量不均，蒙皮材料容易變形的現象。

②通過對預拉伸成形1％～1.5％的變形量控制，預防了材料在固溶處理的加熱過程中由于材料塑性變形程度大、再結晶時晶粒變大的可能性。避免了預拉伸毛料的塑性變形量過大問題。

③通過固溶處理后材料在室溫下放置20～25小時的自然時效，再第二次拉伸成形步驟，既避免了新淬火狀態高強度鋁合金板材在拉伸成形過程中表面極易出現粗晶、滑移線，又保證了材料具有良好的塑性。解決了高強度度鋁合金蒙皮零件拉伸成形時常因變形量大表面出現粗晶、或因拉伸變形量不夠造成外形準確度差這一相互矛盾的問題。

具體實施方式