[發(fā)明專利]一種復雜曲率鋁合金構件真空蠕變時效成形的方法

有效

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• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108637081B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 湛利華;楊有良;胡正根;常志龍;劉德博;阮小鵬;劉觀日;黃誠;萬李
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D43/00;B21D37/10
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 歐穎

本發(fā)明提供一種復雜曲率鋁合金構件真空蠕變時效成形的方法，所述方法包括使用一種用于復雜曲率鋁合金構件真空蠕變時效成形的裝置，所述裝置包括含復雜曲率的模具型面以及設置在模具型面上的定位結構，所述模具型面上開設有通孔，所述定位結構包括相應焊接設置在所述通孔中的固定塊和設置在固定塊內的圓柱形定位柱，固定塊上設有用于插入所述定位柱的圓柱形盲孔，且所述定位結構的材料強度大于所述模具型面的材料強度，在成形原材料鋁合金板的周邊區(qū)域開設兩個分別用于兩個定位柱插入的腰形通孔。本發(fā)明所述裝置和方法能夠使鋁合金構件完全貼合模具型面上的成形目標區(qū)域，實現構件的精確制造。

技術領域

本發(fā)明涉及大型復雜曲率薄壁鋁合金構件精確成形制造技術領域，特別是涉及一種航空航天用具有復雜大曲率、高成形應力特征的大型薄壁構件真空蠕變時效成形的方法。

背景技術

蠕變時效成形是為實現航空航天用大型整體高強鋁合金構件精確成形與高性能成性協同制造而發(fā)展起來的一種新型鈑金成形方法，具有成形精度高、成本低、重復率高、殘余應力低等優(yōu)點。該技術目前主要應用于具有小曲率和低成形應力特征的構件成形制造，如飛機機翼上蒙皮。這類構件由于曲率半徑大，成形模具型面整體變化平緩，構件在氣壓加載時不會移動很大，貼膜后能夠覆蓋模具型面上的目標區(qū)域。而針對復雜大曲率、高成形應力的大型鋁合金構件蠕變時效成形，模具型面上不同位置曲率相差很大，模具型面整體上呈現內凹形，這會導致構件在氣壓加載中會移動很大，不能夠完全貼合目標區(qū)域，因此構件彎曲加載過程中必須精確定位才能使構件貼合目標區(qū)域，最終制造出滿足精度要求的構件。也就是說，目前現有技術中的方法只能制備小曲率或單向曲率，構件在氣壓加載時不會產生很大的不確定移動的鋁合金構件。如專利CN201410711920.4提供一種大曲率鋁合金整體壁板構件的制備方法，包括，步驟A，將壁板固溶淬火；步驟B，將步驟A得到的壁板置于由薄膜覆蓋層和成形模具共同構成的密封環(huán)境中，在抽真空條件下壁板先后發(fā)生彈性形變和塑性形變得到變形壁板；壁板所處密封環(huán)境中溫度為15～35℃、真空度為-0.1MPa～-0.05MPa、處理時間為5～60min；步驟C，將步驟B中得到的變形壁板原位蠕變應力松弛時效，蠕變應力松弛時效時間為2h以上；步驟D，卸載而得到所述大曲率鋁合金壁板構件。使用該方法制備大曲率鋁合金整體壁板構件，大大減小了產品的殘余應力、提高了產品強度、獲得了較高成形精度以及良好性能的產品。

而現有技術中并沒有一種針對復雜曲率鋁合金構件蠕變時效成形的裝置或方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對復雜大曲率、高成形應力的大型鋁合金構件蠕變時效成形，提出了一種具有精確定位功能的成形裝置和方法。

具體地，本發(fā)明提供一種復雜曲率鋁合金構件真空蠕變時效成形的方法，所述方法包括使用一種用于復雜曲率鋁合金構件真空蠕變時效成形的裝置，所述裝置包括含復雜曲率的模具型面以及設置在模具型面上的定位結構，所述模具型面上開設有通孔，所述定位結構包括相應焊接設置在所述通孔中的固定塊和設置在固定塊內的圓柱形定位柱，固定塊上設有用于插入所述定位柱的圓柱形盲孔，且所述定位結構的材料強度大于所述模具型面的材料強度，在成形原材料鋁合金板的周邊區(qū)域開設兩個腰形通孔，所述腰形通孔開設在鋁合金構件產品的周邊外側，鋁合金板真空和熱壓成形后切割去除含腰形通孔的部分而得到目標尺寸和目標曲率的鋁合金構件，在成形前和成形過程中，兩個腰形通孔中各插入一個定位柱以便對鋁合金板的一端定位。

具體地，所述模具型面的材料例如為Q235鋼，而所述固定塊和定位柱的材料均為高鉻鋼或45鋼。