[发明专利]薄壁型腔结构铝合金支架热处理变形控制方法

说明书

一种薄壁型腔结构铝合金支架热处理变形控制方法，该方法如下：①根据工件特点规定工件入炉放置的方式；②加热保温，③快速入水淬火；④油压机分段校形；⑤工装维形，进行自然时效。本发明的优点：采用加热保温、快速冷却、分段校形和工装维形相结合的方法，解决了薄壁型腔结构铝合金变形的问题；属于变形铝合金热处理领域，适用于薄壁变形铝合金类零件。

技术领域

本发明属于变形铝合金热处理领域，涉及到一种薄壁型腔结构铝合金支架热处理变形控制方法，它适用于薄壁型腔易变形铝合金类零件。

背景技术

铝合金结构件因具有优异的使用性能，可成形复杂构件，成本低的特点，在航空航天、船舶、轨道交通等领域应用十分广泛。随着生产制造技术指标要求的不断提高，产品的结构形式越来越复杂，采用传统的热处理工艺，将会产生较大的变形。薄壁型腔结构铝合金支架采用2A12变形铝合金，热处理状态为淬火自然时效，该铝合金在航空航天、轨道交通、武器装备等领域应用十分广泛。该支架一般采用厚约30mm的铝板，通过铣削加工成型腔结构，最薄处约5mm。由于支架各部分厚薄不均，切削量不同，结构较长，铣削加工完后产生较大的变形，变形量约10mm。通过冷校形的方法，回弹较大，无法满足后续装配的要求。

通过研究发现热处理加校形的方法，可有效的解决工件变形的问题，同时未降低工件的力学性能。

发明内容

本发明公开一种薄壁型腔结构铝合金支架热处理变形控制方法，旨在克服薄壁型腔结构铝合金支架工件结构复杂、机械加工变形量较大、冷校形无法满足的缺点，能有效地保证后续装配的要求，性能指标达到设计要求。

本发明的技术方案如下：

一种薄壁型腔结构铝合金支架热处理变形控制方法，包括如下步骤：

第一步，入炉方式：薄壁型腔结构铝合金支架工件采用长方向垂直摆放方式入炉；

第二步，加热保温：工艺参数为，加热至280～290℃，保温20min～30min；

第三步，快速冷却：以小于15s的转移时间工件快速入水，水温为20～30℃；工件水中停留5～10min；

第四步，分段校形：快速冷却后，先对工件长方向的一端近端处校形，后对工件长方向另一端近端处校形，再对工件长方向中部校形；

第五步，工装维形：校形完成后的工件立即装入工装维形，然后自然时效96～100小时。

作为优选，在实施时，

在第二步中，最优加热温度为285℃，最优保温时间为25min；

在第三步中，最优水温为25℃，最优水中停留时间为5min；

在第四步中，校形采用油压机；

在第四步，分段校形中，确定校形的施力点，所述工件长方向一端近端处是指工件长方向1/4处，所述工件长方向另一端近端处是指工件长方向3/4处，所述工件长方向中部是指工件长方向1/2处；

在第五步中，所述工装依平板支撑，在工件四周用6个卡兰将工件固定，用卡兰螺栓调节夹紧力的大小；最优自然时效96小时。

本发明的有益效果：

1)规定了热处理的保温温度和时间，可减小工件变形和产品性能不降低；2)规定了淬火转移的时间和水温的要求，有利于工件达到较高性能和最小变形最佳的结合点；3)采用专用工装维形方法，相对于专用模具控制变形，结构简单，易于操作，可达到控制变形的目的；4)通过掌握工件变形的规律，采用油压机分段校形，可对工件进行精确校形；5)时效阶段全过程保持工装的约束，有效控制了复杂构件时效阶段应力松弛产生的变形。

可有效的解决工件变形的问题，实验表明，变形量可控制在1.5mm之内，同时未降低工件的力学性能。