專(zhuān)利名稱(chēng)：控制高強(qiáng)度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種高強(qiáng)度鋁合金蒙皮拉伸成形中控制材料表面質(zhì)量的方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明是關(guān)于一種控制高強(qiáng)度7075- "0"狀態(tài)鋁合金板材 拉伸成形中保證外形準(zhǔn)確度和控制材料表面質(zhì)量的工藝方法。本發(fā)明描述的 7075- "0"狀態(tài)鋁合金板材包括、但不限于7075- "0"狀態(tài)鋁合金板材，還 可以為L(zhǎng)C4- "M"狀態(tài)的高強(qiáng)度鋁合金板材。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)常用的高強(qiáng)度鋁合金材料板材在一定溫度條件下，再結(jié)晶的晶粒 大小與變形程度有一定的關(guān)系。高強(qiáng)度鋁合金在變形程度很小時(shí)一般不會(huì)發(fā)生 再結(jié)晶，晶粒保持原來(lái)的狀態(tài)。影響該材料再結(jié)晶晶粒尺寸的因素主要是臨界 變形程度、加熱溫度和保溫時(shí)間。同一種鋁合金金屬，其臨界變形程度與材料 的雜質(zhì)含量、變形時(shí)溫度、原始晶粒尺寸等因素有關(guān)，不是固定不變的。強(qiáng)度 鋁合金材料板材的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度值較之于其它鋁合金高，延伸率卻較 低。這一特性在生產(chǎn)曲率變化較大的飛行器的外蒙皮時(shí)，尤其在制造雙曲度 7075高強(qiáng)度鋁合金蒙皮時(shí)，限制了在"T6"硬料狀態(tài)下的直接拉伸成形。因 此通常需要選擇在塑性較好的"0"、 "AQ"、 "W"狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)成形拉伸。 但由于現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行拉伸成形時(shí)，機(jī)床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲 度調(diào)整的不一致，高度和傾角與工裝型面的延伸面調(diào)整不相吻合，蒙皮的拉伸 成形需要較大的變形量。由于內(nèi)應(yīng)力分布不均勻，拉伸毛料不是處于均勻的塑 性變形狀態(tài)，蒙皮材料容易變形，導(dǎo)致蒙皮表面外觀質(zhì)量缺陷。又由于在經(jīng)過(guò)
塑性變形的材料在固溶處理的加熱過(guò)程中，都將發(fā)生再結(jié)晶，使固溶處理后的 蒙皮材料在拉伸成形過(guò)程中表面極易出現(xiàn)粗晶現(xiàn)象，時(shí)常造成蒙皮材料表面粗 晶嚴(yán)重而報(bào)廢?；蛴捎谝コ牧媳砻娴拇志枰M(jìn)行大量的修復(fù)拋光工作。 而修復(fù)拋光后的蒙皮材料表面會(huì)降低蒙皮抗腐蝕、耐疲勞性能。因此，以較小 的延伸率獲得準(zhǔn)確度高的蒙皮外形是制造高強(qiáng)度鋁合金蒙皮必須解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決高強(qiáng)度鋁合金蒙皮零件拉伸成形時(shí)常因變形量大表面極易出現(xiàn)粗 晶、或因拉伸變形量不夠造成蒙皮外形準(zhǔn)確度差這一相互矛盾的問(wèn)題，本發(fā)明 的任務(wù)是提供一種在拉伸成形過(guò)程中，能夠有效控制高強(qiáng)度鋁合金蒙皮材料變 形量及材料變形時(shí)的狀態(tài)，以較小的延伸率獲取蒙皮外形準(zhǔn)確度高，不易出現(xiàn) 粗晶表面缺陷，表面質(zhì)量好的拉伸成形方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種控制高強(qiáng)度鋁合金拉伸成形蒙皮表 面質(zhì)量的方法，特別是控制高強(qiáng)度鋁合金板材拉伸成形蒙皮表面質(zhì)量的方法， 包括如下步驟
(1) 選擇"0"狀態(tài)下的高強(qiáng)度鋁合金板材，將待拉伸毛料正確安裝在拉 伸成形機(jī)床和工裝上，調(diào)整機(jī)床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲度、高度 和傾角；
(2) 用V=1.7mra/sX (15% 25%)的拉伸成形速度預(yù)拉伸成形蒙皮，將 預(yù)拉伸變形量控制在1% 1. 5%范圍內(nèi)；
(3) 預(yù)拉伸成形完成后，再進(jìn)行固溶處理；
(4) 將固溶處理后的上述預(yù)拉伸成形蒙皮，在室溫下放置20。25小時(shí)進(jìn) 行自然時(shí)效；
(5) 然后再進(jìn)行第二次拉伸成形(同樣需要正確安裝)。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
① 本發(fā)明通過(guò)材料在工裝和設(shè)備上的正確安裝和調(diào)節(jié)，使材料在拉伸成形 過(guò)程中盡量處于均勻的塑性變形狀態(tài)，達(dá)到了以最小延伸率獲取蒙皮外形的目 的。并克服了過(guò)去機(jī)床鉗口的曲度不能調(diào)整到與拉伸成形工裝型面曲度不一 致、機(jī)床鉗口高度和傾角不能調(diào)整到與工裝型面的延伸面不相吻合，蒙皮的拉 伸成形需要較大的變形量才能達(dá)到預(yù)想效果問(wèn)題。在蒙皮預(yù)拉伸成形中采用平
穩(wěn)的v=1.7ram/sX (15%。25)中等速度，避免了拉伸蒙皮內(nèi)應(yīng)力分布不均勻 和蒙皮拉伸塑性變形量不均，蒙皮材料容易變形的現(xiàn)象。
② 通過(guò)對(duì)預(yù)拉伸成形1% 1.5%的變形量控制，預(yù)防了材料在固溶處理的 加熱過(guò)程中由于材料塑性變形程度大、再結(jié)晶時(shí)晶粒變大的可能性。避免了預(yù) 拉伸毛料的塑性變形量過(guò)大問(wèn)題。
③ 通過(guò)固溶處理后材料在室溫下放置20 25小時(shí)的自然時(shí)效，再第二次 拉伸成形步驟，既避免了新淬火狀態(tài)高強(qiáng)度鋁合金板材在拉伸成形過(guò)程中表面 極易出現(xiàn)粗晶、滑移線，又保證了材料具有良好的塑性。解決了高強(qiáng)度度鋁合 金蒙皮零件拉伸成形時(shí)常因變形量大表面出現(xiàn)粗晶、或因拉伸變形量不夠造成 外形準(zhǔn)確度差這一相互矛盾的問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，根據(jù)本發(fā)明取一件需要拉伸成 形的7075- "0"狀態(tài)鋁合金板材，將待拉伸毛料正確安裝在拉伸成形機(jī)床和 工裝上，調(diào)整機(jī)床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲度、高度和傾角。在拉 伸成形機(jī)床和成形工裝上進(jìn)行正確安裝，是指將高強(qiáng)度鋁合金板材在預(yù)拉伸和 最終拉伸成形加工的工序中，將機(jī)床鉗口的曲度調(diào)整到與拉伸成形工裝型面的 曲度基本一致，機(jī)床鉗口的高度和傾角也調(diào)整到與工裝型面的延伸面相吻合，以使材料在拉伸成形中處于均勻的塑性拉伸變形狀態(tài)。這樣就可以以較小的拉 伸變形量獲得良好的蒙皮外形。
采用平穩(wěn)的中等拉伸成形速度進(jìn)行操作，即用拉伸成形速度為v=l. 7mm/s X (15% 25%)的速度，對(duì)7075-"0"狀態(tài)鋁合金板材或LC4-"M"狀態(tài)的鋁 合金板材進(jìn)行預(yù)拉伸成形，并將預(yù)拉伸變形量控制在1% 1.5%范圍內(nèi)。然后 進(jìn)行固溶處理。將固溶處理后的上.述拉伸毛料放置在室溫下，進(jìn)行20 25小 時(shí)的自然時(shí)效。最后將自然時(shí)效后的上述高強(qiáng)度鋁合金板材按上述方法正確安 裝在拉伸成形機(jī)床和工裝上，進(jìn)行第二次最終拉伸成形。完成最終成形之后進(jìn) 行材料的人工時(shí)效處理。修切蒙皮的最終外形，完成蒙皮的制造。
上述所稱(chēng)的"0"狀態(tài)是指變形鋁合金制品的退火狀態(tài)。
"AQ"狀態(tài)為新淬火狀態(tài)。該狀態(tài)是指剛經(jīng)固溶處理后具有良好塑性的狀態(tài)。
"W"狀態(tài)是不穩(wěn)定的固溶處理狀態(tài)。該狀態(tài)是指超過(guò)保持"AQ"狀態(tài)的溫 度和時(shí)間(通常是30分鐘)而獲得的狀態(tài)。"W"狀態(tài)僅當(dāng)標(biāo)明自然時(shí)效時(shí)間 才算具體，例如7075-W (通常是2個(gè)月的時(shí)間)。
"T6"狀態(tài):是指經(jīng)固溶處理后，再經(jīng)過(guò)人工時(shí)效處理后所獲得的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種控制高強(qiáng)度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質(zhì)量的方法，包括如下步驟(1)選擇“O”狀態(tài)下的高強(qiáng)度鋁合金板材，將待拉伸毛料正確安裝在拉伸成形機(jī)床和工裝上，調(diào)整機(jī)床鉗口的曲度與拉伸成形工裝型面的曲度、高度和傾角；(2)用v＝1.7mm/s×(15％～25％)的拉伸成形速度預(yù)拉伸成形蒙皮，將預(yù)拉伸變形量控制在1％～1.5％范圍內(nèi)；(3)預(yù)拉伸成形完成后，再進(jìn)行固溶處理；(4)將固溶處理后的上述預(yù)拉伸成形蒙皮，在室溫下放置20∽25小時(shí)進(jìn)行自然時(shí)效；(5)然后再進(jìn)行第二次拉伸成形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制高強(qiáng)度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質(zhì)量的方法， 其特征在于所說(shuō)的拉伸毛料與工裝和機(jī)床的正確安裝，是將機(jī)床鉗口的曲度 調(diào)整到與拉伸成形工裝型面的曲度盡可能的一致，機(jī)床鉗口的高度和傾角也調(diào) 整到與工裝型面的延伸面相吻合。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種控制高強(qiáng)度鋁合金拉伸成形蒙皮表面質(zhì)量的方法，其步驟主要包括，將拉伸成形毛料正確地在拉伸成形機(jī)床和工裝上安裝；采用平穩(wěn)的中等拉伸成形速度進(jìn)行操作，將預(yù)拉伸成形的變形量控制在1％～1.5％范圍內(nèi)；進(jìn)行固溶處理，在室溫下自然時(shí)效20～25小時(shí)，再進(jìn)行第二次(最終)拉伸成形。本發(fā)明通過(guò)材料在工裝和設(shè)備上的正確安裝，使材料在拉伸成形過(guò)程中處于均勻的塑性變形狀態(tài)，以最小延伸率獲取蒙皮外形；通過(guò)預(yù)拉伸成形變形量的控制，避免了固溶處理加熱過(guò)程中由于塑性變形量大、材料晶粒粗大的現(xiàn)象。解決了高強(qiáng)度度鋁合金蒙皮零件拉伸成形時(shí)常因變形量大表面出現(xiàn)粗晶、或因拉伸變形量不夠造成外形準(zhǔn)確度差這一相互矛盾的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C22F1/04GK101342556SQ20081004585
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者惠 伍, 董錦亮, 洋 邵 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司