[發(fā)明專利]一種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法

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• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113083925A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;林鶯鶯;蘭博;林海;于勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號: B21C23/20
• 分類號: B21C23/20;B21C23/32;B21C25/02;B21C29/00;B21C35/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發(fā)明是一種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法，該方法是將鋁合金棒材坯料加至熔點以下10～80℃并保溫，保溫時間按最大厚度或者最大直徑×1.5min/mm執(zhí)行，將擠壓模具加熱至鋁合金棒材坯料加熱溫度以下100℃～300℃，并在擠壓模具的凹模內(nèi)涂抹潤滑劑，然后將保溫結(jié)束后的鋁合金棒材坯料迅速轉(zhuǎn)移至擠壓模具內(nèi)進(jìn)行擠壓變形，擠壓速率為20mm/s，擠壓的變形程度應(yīng)達(dá)到75％～95，變形結(jié)束后，退回擠壓凸模，取出矩形鋁合金薄壁彈殼。該方法有效降低了矩形鋁合金薄壁彈殼擠壓時的變形抗力以及各向異性，同時大幅提高材料的塑性，避免了因擠壓變形量過大造成裂紋等缺陷產(chǎn)生；可以提高材料的一次成形極限，減少坯料的回火次數(shù)和生產(chǎn)周期，不僅提高了效率，更是節(jié)約了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法，屬于材料加工制造技術(shù)領(lǐng)域。它開辟了一種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法，為矩形鋁合金薄壁彈殼短流程制造提供了理論與試驗依據(jù)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的鋁合金彈殼多為薄壁圓形結(jié)構(gòu)，采用擠壓或沖壓成形。傳統(tǒng)成形方法存在兩方面的問題，第一為避免其在高溫下發(fā)生過熱過燒，要嚴(yán)格控制變形量、變形速率和變形溫度，因為大變形量、高變形速率和高變形溫度均容易造成擠壓件在成形過程中發(fā)生過熱過燒。第二，大的變形量和高的變形速率會造成擠壓件在成形過程中達(dá)到變形極限，從而導(dǎo)致擠壓件破裂缺陷。上述兩方面的問題造成了傳統(tǒng)鋁合金彈殼必定會向多道次、長流程、成本高的方向發(fā)展。

隨著工業(yè)技術(shù)以及武器裝備需求的發(fā)展，對于零件的技術(shù)要求日益提高，對設(shè)備和工藝的要求也日益苛刻，同時對零件的需求量大幅增加，這就要求彈殼的成形要向短流程、低成本、高質(zhì)量的方向發(fā)展。新型的鋁合金彈殼發(fā)展到了矩形外廓，它不僅無法避免上述圓形彈殼成形的問題，同時矩形彈殼相較于圓形彈殼，其截面對稱線非常少，而且還存在直角棱邊，傳統(tǒng)的方法更加難以控制成形時材料各向異性和棱邊成形質(zhì)量?；谏鲜霰尘?，本發(fā)明技術(shù)方案形成之前開展了矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法工藝探索。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對上述技術(shù)狀況而設(shè)計提供了一種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法，其目的是實現(xiàn)壁厚不大于5mm的薄壁矩形彈殼一次性成形，減少了回火的次數(shù)，縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)成本降低，同時對場地和設(shè)備的要求也大幅減少。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

該種矩形鋁合金薄壁彈殼高效擠壓成形方法是將鋁合金棒材坯料加至熔點以下10～80℃并保溫，保溫時間按最大厚度或者最大直徑×1.5min/mm執(zhí)行，將擠壓模具加熱至鋁合金棒材坯料加熱溫度以下100℃～300℃，并在擠壓模具的凹模內(nèi)涂抹潤滑劑，然后將保溫結(jié)束后的鋁合金棒材坯料迅速轉(zhuǎn)移至擠壓模具內(nèi)進(jìn)行擠壓變形，擠壓速率為20mm/s，擠壓的變形程度應(yīng)達(dá)到75～95％，變形結(jié)束后，退回擠壓凸模，取出矩形鋁合金薄壁彈殼。

在一種實施中，所述鋁合金棒材坯料選用鋁合金棒材并用帶鋸床或者線切割進(jìn)行下料。

在一種實施中，所述鋁合金棒材坯料選用鋁合金棒材并符合GB/T3191-2010標(biāo)準(zhǔn)。

在一種實施中，所述鋁合金棒材坯料在下料后采用拋光機(jī)將坯料棒材的棱角打磨圓滑。

在一種實施中，所述鋁合金棒材坯料采用空氣循環(huán)爐加熱，控制精度為±5℃。

在一種實施中，取出矩形鋁合金薄壁彈殼后對其表面進(jìn)行打磨、拋光處理。

在一種實施中，所述矩形鋁合金薄壁彈殼的最大壁厚為5mm。

在一種實施中，所述鋁合金棒材坯料選用符合GB/T 3191-2010標(biāo)準(zhǔn)的3A21鋁合金棒材，其加熱為630℃。

在一種實施中，在擠壓模具的凹模外加裝保溫包裹裝置以保證模具的溫度在可控的范圍內(nèi)。

本發(fā)明技術(shù)方案針對矩形鋁合金薄壁彈殼的制備具有以下特點及優(yōu)點：