[发明专利]一种铝合金同步冷却电脉冲热成形工艺及装置

说明书

本发明揭示了一种铝合金同步冷却电脉冲热成形工艺及装置，工艺包括制备可热处理强化铝合金毛坯(退火状态毛坯)、形状切割、固溶处理工艺、同步冷却电脉冲热成形、时效处理等步骤；装置包括带有冷却水道的模具以及交流电源，交流电源的正负极分别通过两个电刷与铝合金板料接触，使冲压成形过程中铝合金板料始终有电流通过。本发明应用电脉冲自体加热，不需要用传统加热设备，像电炉等。本发明将同步冷却电脉冲热成形工艺应用于可热处理强化铝合金零件的制造，在加工后进行相应的时效处理，能够保证铝合金零件基础性能，还可以达到试件的精准成形，继而缩短生产周期，减少了人工敲修工作量，节约加工成本，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于铝合金板料热处理及冲压成形工艺，特别是涉及一种铝合金同步冷却电脉冲热成形工艺及装置。

背景技术

铝合金与其它金属材料相比，具有的优势有：密度小，接近2.7g/cm³，比强度、比刚度、比模量较高，导热性能、腐蚀性、塑性加工性能以及抗冲击性能良好，在航空、航天、船舶、交通运输等领域广泛应用。

铝合金是飞机上最主要的结构材料，如机身蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架等。在最新民用飞机上铝合金用量占到70％～80％，军用量在40％～60％。在航天领域，铝合金仍是运载火箭、宇宙飞船、空间站等航天器的主体结构材料，也是导弹等武器系统的重要结构材料之一。铝合金用在船舶上可代替钢材，降低构件重量50％以上，在海洋工程装备产业高端金属材料中占有重要地位。铝合金是现代交通运输业最理想的材料，应用在轨道车辆、汽车、装甲车、坦克上占有相当大的比例。应用铝合金可最有效地实现轻量化，可大大降低车身的自重，从而实现节能减排，而且铝合金材料可回收再利用，减少对环境的破坏及资源的浪费。

尽管铝合金有如此多的优势，但是相对于钢在室温成形较差，延伸率低，弹性模量仅为钢板的二分之一左右，所以铝合金成形件回弹现象比较要严重。只有改善铝合金的成形性能，才能制出较为精准的产品。现有的铝合金温、热成形方法，可改善成形过程中的材料的成形性能，但还是存在一些难以解决的问题，比如：热处理后晶粒长大、异常都会影响产品的机械性能，能源消耗过高、生产效率低等诸多问题。铝合金分为两大类：可变形铝合金和铸造铝合金，在实际应用中以可变形铝合金为主。对于可热处理强化铝合金冲压成形零件，进行热处理后，进行时效处理，再进行加工成形，才可满足产品的使用功能要求。试件在进行热处理的过程中，厚度较薄的成形零件会因为热胀冷缩而产生翘曲变形，导致成形零件的最终尺寸、形状精度受到严重影响，部分较为复杂的零件会出现开裂现象。所以，探索出一种既完善成形性能，又可以减少成本，而且可以精准成形、保持高强度的铝合金产品的成形工艺，对于铝合金在生产制造业中的生产应用是举足轻重的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金同步冷却电脉冲热成形工艺及装置，本工艺既可以改善可热处理强化铝合金制件的使用性能，又可以确保冲压制件的精准成形，显著地降低了成形后的翘曲变形，减少了人工敲修工作量，缩短了生产周期，节约了成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铝合金同步冷却电脉冲热成形工艺，包括如下步骤：

步骤1：将铝合金板料放入带有冷却水道的电脉冲辅助成形模具上，用电脉冲将铝合金板料加热到固溶温度并保温；所述电脉冲辅助成形装置包括凸模、凹模、交流电源，所述交流电源的正负极分别连接阳极电刷、阴极电刷，所述阳极电刷、阴极电刷的电刷触头分别接触所述铝合金板料；此时冷却水道不通入冷却水；

步骤2：对保温后的铝合金进行冲压成形并保压，同时冷却水道通入冷却水；

步骤3：对铝合金板料进行时效处理。

优选的，步骤1中，所述铝合金板料加热采用电脉冲加热。

优选的，步骤1中，所述铝合金板料为2XXX系、6XXX系或7XXX系。