[发明专利]一种高强铝合金管材构件的制备方法及其装置

说明书

本发明公开了一种高强铝合金管材构件的制备方法及其装置，方法包括S1：将高强铝合金管材预弯曲后放入下模中；S2：将预热后的颗粒介质通过颗粒介质填装管装入；S3：在高强铝合金管材的外表面温度达到胀压温度后，介质压头下压，使高强铝合金管材变形至预胀形形状后保持恒定压力；S4：滑动模合模，使预胀形后的高强铝合金管材在滑动模和介质压头的共同作用下变形至目标形状。装置包括下模和上模，下模用于放置高强铝合金管材，高强铝合金管材的两侧分别设有一滑动模，上模设置在上模座下侧，上模座上设有承料筒，承料筒与滑动设置于中间滑块上的介质压头对齐。本发明可使高强铝合金管更易于贴模成型，并提高高强铝合金管材构件的尺寸精度。

技术领域

本发明涉及压力成型技术领域，特别是涉及一种高强铝合金管材构件的制备方法及其装置。

背景技术

在飞机、航天器和汽车等领域，减轻重量以及节约材料和运行中的能量是人们长期追求的目标，也是现代先进制造技术发展的趋势之一。特别是在汽车工业中，由于燃料和原料的成本原因，使汽车结构的轻量化显得日益重要。除了采用轻体材料外，减轻重量的另一个主要途径就是在结构上采用“以空代实”和变截面等强构件。采用空心结构既可以减轻重量节约材料，又可以充分利用材料的强度和刚度。

铝合金材料具有密度低、比强度高、耐热、耐磨、耐蚀等优质特性，被广泛应用于航空航天、汽车工业和石油化工等领域。高强铝合金材料主要包括6xxx铝合金和7xxx铝合金材料，且这两种系列的铝合金均为可热处理强化铝合金材料。但高强铝合金管件室温变形能力较差，无法成形复杂形状零件，极大地限制了其应用范围。同时，使用传统刚性模内高压法成形的高强铝合金构件，容易受到模具尺寸限制和铝合金材料回弹的影响，成形零件的尺寸精度普遍较低，而且传统一次成形工艺(冲压、拉深等)加工制得的零件成形极限相对偏低。因此，需要开发一种更易于成型的高强铝合金材料空心轻体构件的制造工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强铝合金管材构件的制备方法及其装置，以解决上述现有技术存在的问题，使高强铝合金管更易于贴模成型，并提高高强铝合金管材构件的尺寸精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种高强铝合金管材构件的制备方法，包括如下步骤：

S1：将高强铝合金管材预弯曲后放入下模中；

S2：中间滑块和介质压头下压，直至上模座和承料筒与所述下模和所述高强铝合金管材合模，将预热后的颗粒介质通过颗粒介质填装管装入所述高强铝合金管材和所述承料筒中，填装完成后缩回所述颗粒介质填装管；

S3：使用红外测温装置检测所述高强铝合金管材的外表面温度，在所述高强铝合金管材的外表面温度达到胀压温度后，介质压头下压，使所述高强铝合金管材变形至预胀形形状后保持恒定压力；

S4：滑动模架驱动滑动模向预胀形后的所述高强铝合金管材移动并合模，使预胀形后的所述高强铝合金管材在所述滑动模和所述介质压头的共同作用下变形至目标形状，保压一定时间后介质压头退回，即可开模取出高强铝合金管材构件。

优选地，所述热态颗粒介质的预热温度为400℃～600℃。

优选地，所述胀压温度为250℃～400℃。

优选地，预胀形后的所述高强铝合金管材变形至目标形状后保压1min～2min。

优选地，所述颗粒介质为氮化硅陶瓷球。

优选地，所述氮化硅陶瓷球的直径为0.4mm～3.0mm，抗弯强度为900MPa～1200MPa，断裂韧性范围为5MPa～6MPa，硬度不小于1380HV。

优选地，所述氮化硅陶瓷球的直径为0.5mm～0.8mm。