[发明专利]一种宽幅高筋薄壁金属壁板的整体成形方法

说明书

本发明属于金属型材复合成形技术领域，具体涉及一种宽幅高筋薄壁金属壁板的整体成形方法，包括以下步骤：(1)采用旋压工艺或切削加工工艺制备机加筒坯；(2)剖分切割；(3)展开矫直前热处理；(4)展开矫直；(5)后续工艺处理。本发明的目的在于利用现有技术较容易生产出大直径高精度带外横向筋的薄壁筒形件的优势，利用本发明提出的宽幅高筋薄壁金属壁板的整体成形方法，结合本发明所涉及的一种带外横向筋的薄壁筒形件弧段的展开矫直设备和方法，可克服现有技术在宽幅高筋薄壁金属壁板整体成形方面存在的诸多困难，破解“宽幅高筋薄壁金属壁板”整体成形的生产难题。

技术领域

本发明属于金属型材复合成形技术领域，具体涉及一种宽幅高筋薄壁金属壁板的整体成形方法。

背景技术

在汽车、船舶、轨道交通、航空航天等现代高端制造领域，高强高韧薄壁铝合金板应用广泛。为满足构件强度高、刚性好、重量轻等性能要求，高强高韧薄壁铝合金板通常需用加强筋固定。当前高强高韧薄壁铝合金板与加强筋的固定方法主要有焊接和铆接两种方法，不可避免的带来焊接或铆接工作量大、整体增重、装配效率低等问题。宽幅高筋薄壁铝合金壁板的整体成形技术是解决上述问题的一个重要发展方向，有着广泛的应用前景，但其制备一直是国内外型材界的难题。

在制备铝合金整体壁板方面，常规的方法有机械加工、化学蚀铣、成形轧制、模锻、挤压等方法。机械加工法和化学蚀铣法可加工复杂形状的金属壁板，但加工成本高、效率低；成形轧制法的主要优点是生产率和材料利用率高，但可轧制的筋板高度受工艺限制；模锻法的主要缺点是模压板的面积和加强筋筋高受到压机能力的限制；挤压法的生产效率比成型轧制法和模锻法低，但比机械加工法和化学蚀铣法高得多，挤压法是当前生产带加强筋整体壁板的最流行的方法，但挤压出的整体壁板的幅宽、加强筋筋高均受壁厚的影响较大；湖南大学莫建虎等在《大型整体壁板和空心薄壁铝型材挤压模具设计关键技术》中指出，型材的宽厚比(即型材的宽度W和壁厚t之比W/t)是表征型材扁宽化和薄壁化的重要指标，也是反映型材加工难易程度的主要指标。当W/t≤130时，在现代挤压技术条件下，能够较顺利地生产出合格的产品，若当W/t＞130时，则可能由于成形困难，断面尺寸各形状精度难于保证等原因，使产品质量大为降低，生产率和成品率急剧下降，生产成本大为提高。

申请号为201811180051.1，名称为“一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板挤压成形方法”的中国发明专利公开了一种7xxx系铝合金宽幅高筋薄壁板挤压成形方法，主要步骤为：预热、挤压成形、精整处理、剖分展开。该方法利用带纵向高筋筒形件挤压技术和剖分展开工艺改进了铝合金宽幅高筋薄壁板的生产技术，可在较低吨位压机上获得较宽幅的高筋薄壁板，同时控制了材料的组织性能，并提高了材料利用率。但该方法仍然没有突破挤压工艺的局限性。

刘静安在《浅谈铝合金整体壁板的挤压工艺方案》中列出了用圆筒圆管法生产壁板的几何尺寸方案，可看出该方法在壁板展开后最大宽度、壁板壁厚以及壁厚差等方面的生产现实情况。

圆筒圆管法生产壁板的几何尺寸方案