[發(fā)明專(zhuān)利]一種寬幅帶筋板材及其整體成形方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811357309.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109570258A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃元春;王艷玲;李明;劉良春
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21C37/02
• 分類(lèi)號(hào): B21C37/02;C22C23/02;C22C9/04;C22C1/06;C22F1/08;C22F1/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 郭立中;胡凌云

本發(fā)明涉及一種寬幅帶筋板材及其整體成形方法，先分別將合金坯料、擠壓模具、擠壓筒加熱至目標(biāo)預(yù)熱溫度，保溫后，將所述擠壓模具安裝到擠壓機(jī)上，對(duì)合金坯料進(jìn)行擠壓成型處理，獲得帶筋圓筒件；再對(duì)帶筋圓筒件進(jìn)行拉拔減薄處理，減小圓筒體的筒壁厚度和筋條的高度；沿帶筋圓筒件的軸線方向?qū)Ы顖A筒件剖開(kāi)、展平，通過(guò)蠕變時(shí)效整形處理，獲得寬幅帶筋板材成品。本發(fā)明首次以較低噸擠壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬幅帶筋板材整體成形的目標(biāo)，解決了寬幅帶筋板材制造難度大、設(shè)備投資大、成本高的瓶頸問(wèn)題。本發(fā)明的方法可廣泛應(yīng)用于有色金屬及合金寬幅帶筋板材的成形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種寬幅帶筋板材及其整體成形方法，屬于有色金屬塑性變形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著航空航天及交通運(yùn)輸裝備制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于有色金屬或合金大型曲面用帶筋板材的整體性能及尺寸規(guī)格要求越來(lái)越高。而目前航空航天軍工及交通裝備用鋁合金大型曲面構(gòu)件采用薄板加筋條鉚接或厚板整體銑削成形方法制造。鉚接成形降低了寬幅薄壁板的性能均一性，增加了整體重量并降低了裝配效率；整體銑削成形方法使得原材料利用率低，成品率低，且產(chǎn)生的殘余應(yīng)力增加了曲面構(gòu)件的扭曲變形傾向，進(jìn)而影響到高性能裝備的整體質(zhì)量。

由于寬幅帶筋板材在擠壓過(guò)程中，橫截面形狀、尺寸差異巨大，金屬流變易失穩(wěn)，致使型材在擠壓過(guò)程中出現(xiàn)扭曲、折疊、開(kāi)裂等缺陷，甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂、不成形等現(xiàn)象。一般地，寬幅帶筋板材包括板材和多根分布于板材表面的筋條。

在現(xiàn)有擠壓設(shè)備條件下，125MN擠壓機(jī)只能滿足幅寬為MAX800mm左右的型材擠壓需求，225MN擠壓機(jī)只具備生產(chǎn)幅寬為1000mm的帶筋板材，且大型擠壓機(jī)對(duì)模具制造要求高，導(dǎo)致產(chǎn)品加工成本極高。同時(shí)，國(guó)內(nèi)大型擠壓機(jī)（1萬(wàn)噸以上）數(shù)量少，一般擠壓機(jī)規(guī)格小于75MN。目前尚未發(fā)現(xiàn)具備擠壓幅寬能力在1100mm以上的擠壓機(jī)。

受目前設(shè)計(jì)水平和工藝制作水平限制，航空航天軍工及交通運(yùn)輸用有色金屬或合金超寬幅帶筋薄板材整體成形技術(shù)尚未形成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專(zhuān)利針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種寬幅帶筋板材及其整體成形方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更低的制造成本，且能制造出性能更優(yōu)的寬幅帶筋板材，實(shí)現(xiàn)低噸位擠壓/拉拔裝備（75MN擠壓機(jī)）進(jìn)行低成本整體成形制造寬幅帶筋板材的目標(biāo)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種寬幅帶筋板材的整體成形方法，包括如下步驟：

S1、分別將合金坯料、擠壓模具、擠壓筒加熱至目標(biāo)預(yù)熱溫度，保溫1-8h后，將所述擠壓模具安裝到擠壓機(jī)上，對(duì)合金坯料進(jìn)行擠壓成型處理，獲得帶筋圓筒件；

其中，所述帶筋圓筒件包括圓筒體和多根與圓筒體一體連接的筋條，所述筋條沿圓筒體的長(zhǎng)度方向延伸且分布于圓筒體的內(nèi)壁和/或外壁上；

S2、對(duì)步驟S1獲得的帶筋圓筒件進(jìn)行拉拔減薄處理，減小圓筒體的筒壁厚度和筋條的厚度；

S3、沿步驟S2處理后的帶筋圓筒件的軸線方向?qū)Ы顖A筒件剖開(kāi)，通過(guò)蠕變時(shí)效整形處理實(shí)現(xiàn)展平，獲得寬幅帶筋板材成品。

進(jìn)一步地，所述合金坯料通過(guò)熔鑄獲得，具體地，熔鑄過(guò)程包括配料、投料、升溫熔化、攪拌、熔體處理、鑄造等工序。

進(jìn)一步地，在步驟S1之前，還包括對(duì)合金坯料進(jìn)行均質(zhì)處理的步驟，以減小鑄錠偏析、消除粗大共晶相。

進(jìn)一步地，當(dāng)合金坯料為鋁合金坯料時(shí)，均質(zhì)溫度為450-475℃，時(shí)間為15-30h；當(dāng)合金坯料為鎂合金坯料時(shí)，均質(zhì)溫度為450-520℃，時(shí)間為6-15h；當(dāng)合金坯料為銅合金坯料時(shí)，均質(zhì)溫度為820-870℃，時(shí)間為2-6h。

進(jìn)一步地，所述合金坯料為棒材。