[发明专利]一种超高强度铝合金筒体的制备方法

说明书

本发明是一种超高强度铝合金收口筒体的制备方法，属于精密塑性成形技术领域。所述发明包括模具制备、车坯、退火、外形加工步骤，其特征在于：所述退火步骤后、外形加工步骤前依次进行挤盂、多道次变薄拉伸、收口步骤，所述外形加工后进行热处理步骤。采用本发明设计的大长径比变壁厚薄壁收口筒体，解决了超高强度铝合金塑形差，拉伸变形易开裂，制造筒体过程中收口处及锥形颈部易出现凹坑，表面粗糙有纹路，甚至开裂，厚薄、尺寸不可控，生产稳定性差等问题；本发明方法制得的产品合格率及成型率均在98%以上。

技术领域

本发明涉及精密成形技术领域，尤其涉及一种超高强度铝合金筒体的制备方法。

背景技术

铝合金因其密度低、强度高、耐蚀性优于钢等优点，已广泛应用于交通运输、石化、建筑、日用品等行业。采用铝合金替代钢或铜，在结构不变的情况下可实现减重65%以上。因此，铝合金是实现构件轻量化的理想材料之一。

收口筒体是应用较广泛的一种储存容器。为实现轻量化，已开始使用超高强铝合金替代铜和钢，特别是对轻量化要求较高的领域，如航空、兵器、个人便携产品等。因收口结构的特殊性，尤其是小尺寸、大长径比收口筒体，筒体内部加工难度大；收口筒体成形时要求筒体内部一次成形，不进行二次加工。此外，由于有些收口筒体为变壁厚薄壁结构，最薄处小于0.5mm，最厚处厚度是最薄处的几倍以上，且为长径比大（径比大于等于5），口部小，结构见图1所示，成形难度极大。

超高强铝合金与铜和钢性能上有较大的差别。超高强铝合金的强度可达到一些牌号铜和钢的水平，但塑性较差，延伸率偏低，进行大塑性变形易出现粗糙纹路、凹坑甚至开裂现象，特别是薄壁处，进行大塑性变形极其困难。并且在制备过程中容易出现尺寸不可控，生产稳定性差，制备合格率低的问题。

因此，为实现超高强铝合金在大长径比变壁厚薄壁收口筒体上的成功应用，基于现有7000系超高强铝合金材料的性能及塑性变形工艺特点，有必要开发出一种大长径比变壁厚薄壁高强铝合金筒体成形工装及工艺，提高大长径比变壁厚薄壁超高强铝合金收口筒体成形效率和制备合格率。

发明内容

本发明目的在于提供一种高强度铝合金筒体的制备方法，本发明方法制得的大长径比、变壁厚薄壁结构的收口筒体筒体表面光滑，没有开裂现象，尺寸可控，生产稳定性好，制备合格率高。

本发明目的实现按如下技术方案实现：

一种超高强度铝合金收口筒体的制备方法，包括模具制备、车坯、退火、外形加工步骤，其特征在于：所述退火步骤后、外形加工步骤前还依次进行挤盂、变薄拉伸、收口步骤，所述外形加工后还进行热处理步骤；所述挤盂对坯料进行挤盂，使得坯料高度尺寸较挤盂前增加60%~80%，挤盂后进行退火处理，所述退火采用温度为360~390℃，保温20~40min，从而很好的消除挤盂过程中产生的应力；所述变薄拉伸是对挤盂后的筒体进行3至5道次变薄拉伸至要求尺寸，每道次变薄拉伸伸长量5%~15%，在进行1至2道次变薄拉伸完成后进行退火处理，所述退火采用温度为360~390℃，保温20~40min，从而很好的消除变薄拉伸过程中产生的应力；所述收口根据口部尺寸要求，对变薄拉伸后的筒体进行2道次收口，每道次收口筒体伸长率控制在5%~10%，每次收口后进行退火处理，所述退火采用温度为360~390℃，保温20~40min，从而很好的消除收口过程中产生的应力；所述热处理采用固溶-淬火-时效工艺进行热处理。

具体的，上述超高强度铝合金收口筒体采用的材质可以是7000系超高强度铝合金材料。

进一步优选的，上述热处理采用的固溶-淬火-时效工艺中的固溶步骤具体是采用额定温度为1000℃的热处理炉进行固溶，保温温度为465~475℃，保温时间2.5~3.5h；淬火步骤中使用室温水，转移时间不超过20s，所述转移时间为开炉门到筒体完全淬入室温水中的时间；时效步骤中选用额定温度300℃的烘箱进行时效处理，保温温度115~125℃，时间10~15h，出炉空冷。