[發明專利]一種鋁合金后底頂蓋構件的成型方法

有效

• 申請號: 202110689639.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113403557B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 湛利華;余汶芳;徐永謙
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22F1/04
• 分類號: C22F1/04;B21D22/00;C21D9/00
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

1.一種鋁合金后底頂蓋構件的成型方法，其特征在于，所述鋁合金后底頂蓋構件帶有一個或多個凸孔，所述方法包括如下步驟：

步驟一、下料；

步驟二、平板沖壓；

步驟三、固溶處理；

步驟四、蠕變時效成型；

且步驟一中，首先得到構件的平面展開圖，然后根據平面展開圖的尺寸切取構件坯料；步驟二中，所述平板沖壓包括對步驟一中所得的構件坯料進行局部預成型，即對所述凸孔位置進行預成型，所述凸孔包括頂蓋構件中部大孔即中心孔和周圍翻邊孔即周邊孔；步驟三中，所述固溶處理包括步驟二中的預成型構件在固溶爐中升溫并保溫一段時間后快速冷卻，且構件從固溶爐中轉移至冷卻裝置中的轉移時間為30s之內，固溶處理的高溫下可使得第二相充分溶解到固溶體中；步驟四中，所述蠕變時效成型包括使用一種帶凸孔的鋁合金頂蓋構件的成型裝置，所述成型裝置包括模具主體(1)、鑲嵌環(4)和吊耳螺栓(6)，所述模具主體(1)包括向下凹進的模具主體成型面(11)、設置在所述模具主體成型面(11)外圍的頂板(12)、定位部件A(15)、環形槽(16)以及用于支撐模具主體成型面(11)和頂板(12)的支撐結構，所述環形槽(16)自模具主體成型面(11)的上表面向下凹進設置，且所述環形槽(16)用于所述鑲嵌環(4)鑲嵌設置在其中，所述定位部件A(15)設置為在環形槽的內環或外環上至少某個位置徑向凸出或者凹進的結構以用于對鑲嵌環(4)定位，所述鑲嵌環(4)包括鑲嵌環成型面(41)、與所述鋁合金頂蓋構件的凸孔匹配的一個或多個凹孔(42)、設置在鑲嵌環(4)的內環或外環上至少某個位置且徑向凹進或者凸出以用于與所述定位部件A(15)匹配定位的定位部件B(43)以及設置在鑲嵌環成型面(41)上且用于擰入吊耳螺栓(6)的第一螺紋孔(44)；至少包括所述模具主體成型面(11)和鑲嵌環成型面(41)共同構成該成型裝置的模具型面(3)；

且步驟四中，所述蠕變時效成型包括如下多個步驟：

步驟A、更換或確定鑲嵌環：根據目標構件型號，即根據目標構件所帶凸孔的數目、尺寸和位置相應更換或確定正確的鑲嵌環；

步驟B、板材定位放置：將已經完成固溶處理的開有中心孔和周邊孔的鋁合金板料放置在模具型面上，使得鋁合金板料的中心孔的中心點與模具主體的中心點在同一豎直線上，而鋁合金板料的周邊孔在模具型面上的投影落在模具主體中心點與模具凹孔中心點的連線上；

步驟C、施加外載荷：利用真空加載或者機械加載的方法，將鋁合金板料逐漸貼合模具型面，并使鋁合金板料的周邊孔即構件凸孔落入模具凹孔中；

步驟D、蠕變時效：將鋁合金頂蓋構件原材料以及模具一起置于熱壓罐中，在一定的溫度、壓力和時間下鋁合金材料發生塑性流動；

步驟E、卸去外載荷：卸去外載荷使得鋁合金頂蓋構件回彈，獲得符合目標型面精度的帶凸孔的鋁合金頂蓋構件。

2.根據權利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述定位部件A(15)為定位塊，且定位塊設置在環形槽(16)下部以用于對鑲嵌環(4)定位，所述定位部件B(43)為定位槽，且定位槽設置在鑲嵌環(4)下部以用于與所述定位塊匹配定位。

3.根據權利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述定位塊(15)為V型定位塊，且所述定位槽為V型定位槽；所述第一螺紋孔(44)為三個以上，且周向均勻分散在所述鑲嵌環(4)上。

4.根據權利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述環形槽(16)為設置在模具主體上的沉槽結構，所述凹孔(42)為設置在鑲嵌環(4)上的通孔結構；所述模具主體(1)與鑲嵌環(4)之間存在間隙，且配合制度為間隙配合；所述支撐結構包括豎向設置在模具主體周邊位置的側板(13)和用于連接各側板的卡板(18)，在側板和卡板上設置有用于減輕模具重量的鏤空孔(20)。

5.根據權利要求4所述的成型方法，其特征在于，所述模具主體(1)與鑲嵌環(4)之間的配合間隙小于1mm。

6.根據權利要求5所述的成型方法，其特征在于，所述定位部件A(15)為設置在環形槽(16)周向不同位置的兩個以上，所述定位部件B(43)為設置在鑲嵌環(4)周向不同位置的兩個以上，多個定位部件A(15)和多個定位部件B(43)均周向均勻設置。