本發(fā)明涉及的是一種機械加工領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法。

背景技術(shù)：

1、隨著深空探測及空間站建設(shè)維護的快速推進，對重型化和可回收性火箭的需求與日俱增，整體式成形制造已成為未來航天裝備與技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。由于航天中的大型鋁合金構(gòu)件上往往存在一些尺寸遠小于構(gòu)件自身尺寸的翻孔特征，導(dǎo)致這類特征無法與構(gòu)件同時成形，一般采用先成形整體，再成形局部特征的工藝路徑。翻孔特征通常在時效硬態(tài)下進行，普遍面臨著成形難、易開裂的問題。同時，現(xiàn)有成形技術(shù)操作難度大，熱處理溫度高。較高的溫度一方面易造成析出相惡化，降低材料的力學(xué)性能；另一方面，溫度過高將導(dǎo)致其熱影響區(qū)大，對大型構(gòu)件的整體性能產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，提出一種面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，通過遠低于固溶溫度的回溶處理使材料發(fā)生一定程度的軟化，將材料的成形性能提升至合理區(qū)間，在成形后又通過時效處理恢復(fù)成形件所需的強度，本發(fā)明整體操作簡單，能有效提升時效硬態(tài)鋁合金的使役性能。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明涉及一種面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，通過將坯料置于預(yù)熱后的成形模具中進行回溶處理得到軟化后的時效硬態(tài)鋁合金后，在成形溫度下進行恒溫成形，再將成形件置于成形模具內(nèi)一并空冷至?xí)r效溫度并進行恒溫時效處理，得到保持高強度的時效硬態(tài)鋁合金成形件。

4、所述的預(yù)熱是指：通過加熱圈將凹模加熱至250-300℃溫度后保溫至溫度均勻。

5、所述的回溶，溫度為250-300℃，保溫時間為15-30min。

6、所述的成形，溫度為200-250℃。

7、所述的恒溫成形是指：待坯料溫度穩(wěn)定后保溫5-10min再進行成形。

8、所述的再時效，溫度為175-200℃。

9、所述的恒溫時效處理，保溫時間為60-90min。

10、技術(shù)效果

11、本發(fā)明對時效硬態(tài)鋁合金坯料進行短時的回溶處理，坯料在回溶處理過程中由于第二相的溶解，削弱了材料的析出相強化效果，使材料的成形性能得到一定程度的提升。相較于傳統(tǒng)的固溶溫度(480-550℃)，回溶溫度(250-300℃)要低得多，第二相溶入基體的數(shù)量較少，因此材料的強度下降程度并不顯著，依然保持著初始的時效硬態(tài)。通過再時效處理方式，使回溶階段溶入基體中的第二相重新析出，較低的溫度和較長的時間保證了第二相析出的均勻性，并很好地控制了析出相的長大。再時效處理后，得到了大量彌散分布于基體中的二次析出相，成形件的性能得到了進一步的優(yōu)化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以在更低的溫度進行成形，成形后的試樣相比傳統(tǒng)翻邊工藝得到的試樣具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能。

技術(shù)特征：

1.一種面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征在于，通過將坯料置于預(yù)熱后的成形模具中進行回溶處理得到軟化后的時效硬態(tài)鋁合金后，在成形溫度下進行恒溫成形，再將成形件置于成形模具內(nèi)一并空冷至?xí)r效溫度并進行恒溫時效處理，得到保持高強度的時效硬態(tài)鋁合金成形件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的預(yù)熱是指：通過加熱圈將凹模加熱至250-300℃溫度后保溫至溫度均勻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的坯料，經(jīng)預(yù)制成形出壓延筋。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的回溶，溫度為250-300℃，保溫時間為15-30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的成形，溫度為200-250℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的恒溫成形是指：待坯料溫度穩(wěn)定后保溫5-10min再進行成形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的再時效，溫度為175-200℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的恒溫時效處理，保溫時間為60-90min。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的成形模具包括：相對設(shè)置的凸模和凹模以及設(shè)置于凹模上用于盛放坯料的壓邊板和位于壓邊板外周的環(huán)形加熱圈。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，其特征是，所述的恒溫成形，凸模的下行速率為5mm/min，總行程為25mm。

技術(shù)總結(jié)
一種面向時效硬態(tài)鋁合金翻孔構(gòu)件成形方法，通過將坯料置于預(yù)熱后的成形模具中進行回溶處理得到軟化后的時效硬態(tài)鋁合金后，在成形溫度下進行恒溫成形，再將成形件置于成形模具內(nèi)一并空冷至?xí)r效溫度并進行恒溫時效處理，得到保持高強度的時效硬態(tài)鋁合金成形件。本發(fā)明通過遠低于固溶溫度的回溶處理使材料發(fā)生一定程度的軟化，將材料的成形性能提升至合理區(qū)間，在成形后又通過時效處理恢復(fù)成形件所需的強度，本發(fā)明整體操作簡單，能有效提升時效硬態(tài)鋁合金的使役性能。

技術(shù)研發(fā)人員：莊新村,田野,張穩(wěn),趙震
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8