[發明專利]一種高強復雜鋁合金異形外六邊座鈑擠壓成形方法

有效

• 申請號: 201310344378.9
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103521668A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 張治民;李旭斌;李國俊;王強;張星;孟模
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J1/04;B21J1/06
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技術領域

本發明屬于金屬材料塑性精密成形加工技術，具體說屬于輕合金精密成形領域，特別涉及采用預成形模具、局部加載模具、終成形模具實現高強復雜鋁合金異形外六邊座鈑的精確擠壓成形。?

背景技術

復雜高強鋁合金異形外六邊座鈑類零件廣泛應用于航空航天、裝備制造領域，是裝備中緩沖瞬間大沖擊力的重要部分及主要承載構件。該構件結構形狀復雜，外形呈非對稱形狀，內、外部均有高的加強筋，內部為V形高筋高寬比≥3，截面形狀復雜，壁厚差較大。采用普通整體擠壓成形模具，為整體一次擠壓加載成形，加工設備成形壓力、載荷較大，加工設備損耗和模具磨損均較大；同時在V形高筋處，容易折疊缺陷；材料利用率較低，不利于產品的批量化生產。?

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，本發明提出了一種高強復雜鋁合金異形外六邊座鈑擠壓成形方法，該方法通過分步重合技術實現成形壓力小，V形高筋形成質量高。?

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：?

一種高強復雜鋁合金異形外六邊座鈑擠壓成形方法，主要工藝包括下料——均勻化熱處理——預成形——局部成形前加熱——局部成形——終成形前加熱——終成形，具體步驟如下：?

(1)工序一：下料在帶鋸機上下料，毛坯為鍛造鋁合金棒料；?

(2)工序二：均勻化熱處理；?

(3)工序三：預成形，首先將加熱好的鋁合金棒料放入預成形模具的預成形凹模中，在壓力機滑塊下行加載過程中，預成形凸模、預成形凹模將?鋁合金圓柱棒料擠壓成預成形工件，預成形工件的厚度H大于實際的最終產品鋁合金異形外六邊座鈑的厚度，預成形工件的圓弧邊的半徑R小于實際的最終產品鋁合金異形外六邊座鈑的圓弧邊半徑；?

(4)工序四：局部成形前加熱，預成形工件加熱，局部加載模具預熱；?

(5)工序五：局部成形，將加熱好的預成形工件通過放入預熱好的局部成形模具中，在壓力機滑塊下行成形過程中，局部成形凸模、局部成形凹模將預成形工件擠壓成局部成形工件，在成形過程中，僅在初始階段局部成形工件和局部成形凸模緊密接觸，而在擠壓終了階段，工件和凸模則不完全接觸，而是沿局部成形凸模的倒錐形反向向上自由流動，即同時出現V形局部成形高筋處金屬向局部成形凸模的V形高筋預成形腔的方向和金屬自由流動區兩個方向流動；?

(6)工序六：終成形前加熱，局部成形工件加熱，終成形模具預熱；?

(7)工序七：終成形，將加熱好的局部成形工件放入終成形模具中，在壓力機滑塊下行加載過程中，終成形凸模、終成形凹模將局部成形工件擠壓成終成形工件，在成形過程中，與上述的(5)局部成形初始階段不同，而是首先終成形凸模的平面區域與終成形工件的異形六邊頂端接觸，使部分金屬向下滑移流動，待部分金屬充滿平面區域完成后，金屬才會完全接觸終成形凸模，另外，在金屬向下滑移流動還會受到扇形阻力凹腔一定限制，使此處金屬的流動阻力增大，降低其流動速度，保證在終成形過程中此處金屬處于相對靜止狀態，不隨終成形凸模的下行而發生移動失穩。?

本成形方法與現有技術相比：?

1、控制工件和模具分別在不同區域、不同時間重合。如局部成形工序中，開始階段預成形工件與局部成形凸模完全接觸，在成形后期局部成形凸模和預成形工件則不完全接觸，而是靠預成形凸模倒錐形反向自由流動；在終成形工序中，開始階段終成形工件的頂部首先與終成形凸模平面接觸，而在后期?終成形凸模才逐漸完全與終成形工件全部重合。此連續均勻過渡設計在成形過程中保證了金屬材料的均勻流動，使工件內部復雜型腔得以充填完整。?

2、設計預成形工件外形尺寸為直邊加圓弧的異形外六邊形，其中圓弧半徑R及直邊長度L小于產品最終尺寸，而毛坯高度H高于傳統整體加載工藝。傳統整體加載成形時半徑R處金屬流動速度矢量較大，致使成形過程中，此處金屬會首先充滿模具型腔而導致成形載荷劇烈增大，而此時型腔其余部分確還沒有充滿，產生缺陷。圓弧半徑R優化為可以使增加此處金屬在成形過程中流動距離，增加成形阻力，使其與金屬其它部分同時充填模具型腔，降低了成形壓力，去除了整體加載成形的充不滿缺陷。?

3、終成形設計V形高筋反向完整充填方法，利用預成形工件高度H與半徑R的配合，設計控制金屬流向技術，使得內部V形高筋高寬比≥3充填方式向上方及兩側充填，去除了V形高筋在普通整體加載中的折疊缺陷。?

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。?

圖1是本發明的高強復雜鋁合金異形外六邊座鈑預成形模具裝配圖；?