一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，包括以下步驟：確定毛料尺度和相關(guān)系數(shù)、彎曲、拉形、補(bǔ)拉和切割，本發(fā)明通過對(duì)新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材拉形工藝研究，確定了拉形力、拉形系數(shù)、以及拉形次數(shù)等工藝參數(shù)，結(jié)合拉形的成型機(jī)理與新型鋁合金板材的熱處理性能和塑性指數(shù)等因素對(duì)拉形的影響，設(shè)計(jì)出合理的拉形工藝，避免板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、桔皮等不允許的缺陷，有效地減低了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。
【專利說明】一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航天設(shè)備加工領(lǐng)域，尤其一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新一代航天器武器在射程、機(jī)動(dòng)性能、突防能力、命中精度等方面的要求不斷 提高，對(duì)航天器結(jié)構(gòu)材料承載性能、輕量化、耐高溫、耐腐蝕等性能均提出了更高的要求，利 用新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金材料逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)牌號(hào)鋁合金材料是滿足以上要求和提高航天器 裝備性能的一個(gè)有效途徑。常規(guī)的金屬材料的拉形工藝對(duì)新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材進(jìn)行拉 形時(shí)，由于新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材的熱處理性能和塑性指數(shù)等因素的影響，使該新型高 強(qiáng)耐蝕鋁合金板材在拉形時(shí)，會(huì)出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、桔皮等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝。
[0004] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0005] 本發(fā)明提供的一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，、包括以下步驟：
[0006] (1)確定毛料尺度和相關(guān)系數(shù)
[0007] ①確定長(zhǎng)度尺寸L，其公式為L(zhǎng)=LQ+2 (Li+L2+L3)，式中：
[0008] L 毛料長(zhǎng)度尺寸，臟；
[0009] L0--零件最大截面處展開長(zhǎng)度，mm;
[0010] L1--工藝余量，mm;
[0011] L2--拉形模邊緣到鉗口懸空過渡的工藝余量，mm;
[0012] L3--鉗口夾緊部分的工藝余量，mm;
[0013] ②確定寬度尺寸，其公式為B= 8。+2比式中：
[0014] B 毛料寬度尺寸，_ ;
[0015] B0--零件最大截面處展開寬度，mm;
[0016] b--工藝余量，mm ;
[0017] ③確定拉形力P，其公式為P= 2Bt〇bsinΘ，式中：
[0018] P 拉形力，N;
[0019] B--毛料寬度，mm ;
[0020] t 毛料厚度，臟；
[0021] Ob--材料強(qiáng)度極限，MPa;
[0022]④確定拉形系數(shù)KL，其公式為Kl=^l= 1+δ(4)，式中：
[0023] Kl一一拉形系數(shù)；
[0024] Lmax-拉形后零件延伸最大處的纖維長(zhǎng)度，mm;
[0025] L0-拉形前板料該處原始纖維長(zhǎng)度，mm;
[0026] δ--該處長(zhǎng)度上的平均伸長(zhǎng)率；
[0027] ⑤確定極限拉形系數(shù)Kmax，指拉形時(shí)，當(dāng)板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、 桔皮等不允許的缺陷時(shí)的拉形系數(shù)；
[0028] ⑥確定拉形次數(shù)；
[0029] (2)彎曲：將板料按拉形模預(yù)彎，并將板料兩端放置在拉形機(jī)夾鉗中夾緊，板料產(chǎn) 生彎曲變形；
[0030] (3)拉形：將拉形模向上頂舉，毛料產(chǎn)生局部拉形塑性變形，并促使板料與拉形模 貼合面擴(kuò)大，隨著拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性變形隨拉形模型面幾何形狀而 擴(kuò)展，直至于拉形模型面完全貼合；
[0031] (4)切割：按拉形模上的零件邊緣線和工藝余量線劃線切割零件。
[0032] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)拉形時(shí)，至少第一次經(jīng)過新淬火處理，并在拉形時(shí)的處 于新淬火狀態(tài)孕育期中。
[0033] 進(jìn)一步的，如步驟（3)拉形次數(shù)不少于2次時(shí)，最后一次拉形不經(jīng)過新淬火處理。
[0034] 進(jìn)一步的，所述的步驟（3)每次拉伸的拉形系數(shù)Kmax。
[0035] 進(jìn)一步的，在切割前還進(jìn)行補(bǔ)拉：板料與拉形模型面完全貼合后，并使板料較均勻 地產(chǎn)生不少于0. 5 %的拉伸變形；
[0036] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0037] 1、對(duì)新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材拉形工藝研宄，確定了拉形力、拉形系數(shù)、以及拉形 次數(shù)等工藝參數(shù)，結(jié)合拉形的成型機(jī)理與新型鋁合金板材的熱處理性能和塑性指數(shù)等因素 對(duì)拉形的影響，設(shè)計(jì)出合理的拉形工藝，避免板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、桔皮 等不允許的缺陷，有效地減低了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。
[0038] 2、通過對(duì)拉形前進(jìn)行淬火處理，有效降低該新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材〇b和 〇 0. 2,增加其δ10,進(jìn)一步地避免了避免板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、桔皮等 不允許的缺陷，有效地減低了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明的毛料長(zhǎng)度標(biāo)注圖。
[0040]圖2是本發(fā)明的毛料拉形力圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0042] 實(shí)施例一
[0043] 一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：包括以下步驟：
[0044] (1)確定毛料尺度和相關(guān)系數(shù)
[0045] ①確定長(zhǎng)度尺寸L，其公式為L(zhǎng)=LQ+2 (LfLJL3)，如圖1所示，式中：
[0046] L--毛料長(zhǎng)度尺寸，mm;
[0047] L0--零件最大截面處展開長(zhǎng)度，mm;
[0048] L1--工藝余量，臟，一般取20mm?50臟；
[0049] L2--拉形模邊緣到鉗口懸空過渡的工藝余量，mm;
[0050] L3--鉗口夾緊部分的工藝余量，mm，一般取20mm?50mm;
[0051] ②確定寬度尺寸，其公式為B= 式中：
[0052] B--毛料寬度尺寸，mm;
[0053]B0--零件最大截面處展開寬度，mm;
[0054] b--工藝余量，臟，一般取20mm?50臟；
[0055] ③確定拉形力P，其公式為P= 2Bt〇bsinΘ，式中：
[0056] P--拉形力，N;
[0057] B--毛料寬度，臟；
[0058] t--毛料厚度，mm;
[0059] 〇b--材料強(qiáng)度極限，MPa;
[0060] ④確定拉形系數(shù)K1，其公式為Kl=^l= 1+δ(4)，如圖2所示，式中：
[0061] Kl一一拉形系數(shù)；
[0062]Lmax-拉形后零件延伸最大處的纖維長(zhǎng)度，mm;
[0063]L0-拉形前板料該處原始纖維長(zhǎng)度，mm;
[0064]δ--該處長(zhǎng)度上的平均伸長(zhǎng)率；
[0065] ⑤確定極限拉形系數(shù)Kmax，指拉形時(shí)，當(dāng)板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、 桔皮等不允許的缺陷時(shí)的拉形系數(shù)；
[0066] ⑥確定拉形次數(shù)；
[0067](2)彎曲：將板料按拉形模預(yù)彎，并將板料兩端放置在拉形機(jī)夾鉗中夾緊，板料產(chǎn) 生彎曲變形；
[0068] (3)拉形：將拉形模向上頂舉，毛料產(chǎn)生局部拉形塑性變形，并促使板料與拉形模 貼合面擴(kuò)大，隨著拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性變形隨拉形模型面幾何形狀而 擴(kuò)展，直至于拉形模型面完全貼合，每次拉伸的拉形系數(shù)KKmax，并且拉形時(shí)，至少第一次 經(jīng)過新淬火處理，并在拉形時(shí)的處于新淬火狀態(tài)孕育期中。
[0069] (4)補(bǔ)拉：板料與拉形模型面完全貼合后，并使板料較均勻地產(chǎn)生不少于0.5%的 拉伸變形；
[0070] (5)切割：按拉形模上的零件邊緣線和工藝余量線劃線切割零件。
[0071] 實(shí)施例二
[0072] -種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：包括以下步驟：
[0073](1)確定毛料尺度和相關(guān)系數(shù)
[0074] ①確定長(zhǎng)度尺寸L，其公式為L(zhǎng)=LQ+2 (LfLdL3)，如圖1所示，式中：
[0075]L--毛料長(zhǎng)度尺寸，臟；
[0076]L0--零件最大截面處展開長(zhǎng)度，mm;
[0077] L1--工藝余量，mm，一般取 20mm?50mm;
[0078]L2--拉形模邊緣到鉗口懸空過渡的工藝余量，mm;
[0079]L3--鉗口夾緊部分的工藝余量，mm，一般取20mm?50mm;
[0080] ②確定寬度尺寸，其公式為B=BWb，式中：
[0081]B毛料寬度尺寸，_ ;
[0082] B0--零件最大截面處展開寬度，mm;
[0083] b--工藝余量，臟，一般取20臟?50臟；
[0084] ③確定拉形力P，其公式為P= 2BtσbsinΘ，式中：
[0085]P--拉形力，N;
[0086] B 毛料寬度，mm;
[0087]t 毛料厚度，mm;
[0088] 〇b--材料強(qiáng)度極限，MPa;
[0089] ④確定拉形系數(shù)1，其公式為Κι= ￥= 1+δ(4),如圖2所示，式中：
[0090] Kl一一拉形系數(shù)；
[0091] Lmax-拉形后零件延伸最大處的纖維長(zhǎng)度，mm;
[0092] L0-拉形前板料該處原始纖維長(zhǎng)度，mm;
[0093]δ--該處長(zhǎng)度上的平均伸長(zhǎng)率；
[0094] ⑤確定極限拉形系數(shù)Kmax，指拉形時(shí)，當(dāng)板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、 桔皮等不允許的缺陷時(shí)的拉形系數(shù)；
[0095] ⑥確定拉形次數(shù)；
[0096](2)彎曲：將板料按拉形模預(yù)彎，并將板料兩端放置在拉形機(jī)夾鉗中夾緊，板料產(chǎn) 生彎曲變形；
[0097] (3)拉形：將拉形模向上頂舉，毛料產(chǎn)生局部拉形塑性變形，并促使板料與拉形模 貼合面擴(kuò)大，隨著拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性變形隨拉形模型面幾何形狀而 擴(kuò)展，直至于拉形模型面完全貼合，每次拉伸的拉形系數(shù)KKmax，并且拉形時(shí)，至少第一次 經(jīng)過新淬火處理，如步驟（3)拉形次數(shù)不少于2次時(shí)，最后一次拉形不經(jīng)過新淬火處理，并 在拉形時(shí)的處于新淬火狀態(tài)孕育期中。
[0098] (4)補(bǔ)拉：板料與拉形模型面完全貼合后，并使板料較均勻地產(chǎn)生不少于0. 5%的 拉伸變形；
[0099] (5)切割：按拉形模上的零件邊緣線和工藝余量線劃線切割零件。
[0100] 為了很好的證明新淬火處理可以有效降低新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金板材〇b和 σ 0. 2,增加其δ10,本文做了以下實(shí)驗(yàn)并且檢測(cè)其相應(yīng)參數(shù)：
[0101] 拉形材料選擇
[0102] 試驗(yàn)材料為新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金（2519Α)板材，尺寸規(guī)格為I. 5X1000Χ1500mm， 熱處理狀態(tài)為T4,力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度380?440MPa，屈服強(qiáng)度305?380MPa，延伸率 7 ?15. 5%〇
[0103] 實(shí)驗(yàn)過程
[0104] 對(duì)實(shí)驗(yàn)材料一一新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金（2519A)板材進(jìn)行新淬火處理。
[0105] 檢測(cè)結(jié)果
[0106] 高強(qiáng)耐蝕鋁合金板料熱處理前后機(jī)械性能對(duì)比見下表：
[0107]

【權(quán)利要求】
1. 一種新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：包括以下步驟： (1) 確定毛料尺度和相關(guān)系數(shù) ① 確定長(zhǎng)度尺寸L，其公式為L(zhǎng) = LQ+2 (Li+L2+L3)，式中： L--毛料長(zhǎng)度尺寸，mm ; L0--零件最大截面處展開長(zhǎng)度，mm ; L1--工藝余量，mm ; L2--拉形模邊緣到鉗口懸空過渡的工藝余量，mm ; L3一一鉗口夾緊部分的工藝余量，mm ; ② 確定寬度尺寸，其公式為B = BJ2K式中： B 毛料寬度尺寸，mm ; B0--零件最大截面處展開寬度，mm ; b--工藝余量，mm ; ③ 確定拉形力P，其公式為P = 2Bt 〇 bsin 9，式中： P--拉形力，N ; B 毛料寬度，mm ; t 毛料厚度，mm ; 〇b--材料強(qiáng)度極限，MPa ;
Kl 拉形系數(shù)； Lmax-拉形后零件延伸最大處的纖維長(zhǎng)度，mm ; L0--拉形前板料該處原始纖維長(zhǎng)度，mm ; 8--該處長(zhǎng)度上的平均伸長(zhǎng)率； ⑤ 確定極限拉形系數(shù)Kmax，指拉形時(shí)，當(dāng)板材接近于出現(xiàn)破裂、嚴(yán)重滑移線、粗晶、桔皮 等不允許的缺陷時(shí)的拉形系數(shù)； ⑥ 確定拉形次數(shù)； (2) 彎曲：將板料按拉形模預(yù)彎，并將板料兩端放置在拉形機(jī)夾鉗中夾緊，板料產(chǎn)生彎 曲變形； (3) 拉形：將拉形模向上頂舉，毛料產(chǎn)生局部拉形塑性變形，并促使板料與拉形模貼合 面擴(kuò)大，隨著拉形模逐步上升，迫使板料局部拉形塑性變形隨拉形模型面幾何形狀而擴(kuò)展， 直至于拉形模型面完全貼合； (4) 切割：按拉形模上的零件邊緣線和工藝余量線劃線切割零件。
2. 如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：所述的步驟（3) 拉形時(shí)，至少第一次經(jīng)過新淬火處理，并在拉形時(shí)的處于新淬火狀態(tài)孕育期中。
3. 如權(quán)利要求2所述的新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：如步驟（3)拉形 次數(shù)不少于2次時(shí)，最后一次拉形不經(jīng)過新淬火處理。
4. 如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：所述的步驟（3) 每次拉伸的拉形系數(shù)K K _。
5. 如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)耐蝕鋁合金拉形工藝，其特征在于：在切割前還進(jìn)行 補(bǔ)拉：板料與拉形模型面完全貼合后，并使板料較均勻地產(chǎn)生不少于0. 5%的拉伸變形。
【文檔編號(hào)】B21D22/26GK104492899SQ201410373182
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】嚴(yán)理明, 莫應(yīng)強(qiáng) 申請(qǐng)人:貴州航天風(fēng)華精密設(shè)備有限公司