[发明专利]一种宽幅带筋薄壁板的挤压成形方法

说明书

一种宽幅带筋薄壁板的挤压成形方法，所述挤压成形方法包括：采用喷射成形技术制备预设圆锭坯料，对预设圆锭坯料进行车削去除氧化皮后进行均匀化处理；将均匀化处理后的预设圆锭坯料冷却至挤压要求温度，并分别对模具和挤压筒进行加热升温到各自的指定温度；将冷却后的预设圆锭坯料和升温后的模具装入升温后的挤压筒中进行合模挤压，以使从模具内挤出形成宽幅带筋薄壁板；将宽幅带筋薄壁板送入时效炉中进行时效及保温处理后，进行风冷降温至室温后，再次进行时效及保温处理后。通过本发明方法制备的宽幅带筋薄壁板，提高了材料的利用率、缩短了制造周期、降低了加工成本，有利于航空结构件的精确成形加工。

技术领域

本发明涉及铝合金塑性变形技术领域，特别是涉及一种宽幅带筋薄壁板的挤压成形方法。

背景技术

随着武器装备跨越式的发展，其对轻量化结构的要求也越来越高，采用整体化结构和高性能铝合金是实现轻量化的两大途径。与传统的铆接组合式壁板结构相比，带筋整体壁板结构可以实现减重7％，如果整体结构采用600MPa级铝合金，则减重效益将更加显著。目前带筋壁板结构主要采用预拉伸板进行机械加工的方式，此方法生产效率低，原材料浪费严重，且生产的零件力学性能受限于原材料本身，特别是对于一些高筋带筋壁板结构，由于受到原材料淬透性的限制，无法采用该方法制造，大大限制了超高强铝合金的应用。

挤压技术作为一种高效、优质、低消耗的少无切屑加工工艺，在机械、汽车、宇航、航空、军工、电器等部门已成为金属塑性成形加工极其重要的一种手段。目前，国内6000系铝合金在挤压成形方面获得了快速发展，突破合金挤压成形工艺、模具设计加工以及挤压型材组织性能检测表征等全方位控制技术，使得6000系铝合金挤压型材广泛应用于汽车、高铁等行业。然而，在航空用超高强7055和7034铝合金挤压成形方面，尤其是宽幅薄壁复杂截面型材挤压成形，国内虽然有个别单位进行过尝试，仍未有成功的先例。因此，国内主要通过厚板机加工方式制备7055高强铝合金构件，造成材料的极大浪费，不利于降低制造成本。

目前限制超高强铝合金挤压成形技术应用主要有两大技术难题：第一是大直径超高强铝合金挤压圆锭制备难；第二是宽幅薄壁件残余应力难消减，极易变形，后续矫直难。

发明内容

本发明实施例提供了一种宽幅带筋薄壁板的挤压成形方法，通过均匀化处理、快速降温、挤压成形及时效及保温处理等工艺来制备宽幅带筋薄壁板，提高了材料的利用率、缩短了制造周期、降低了加工成本，有利于航空结构件的精确成形加工。

一种宽幅带筋薄壁板的挤压成形方法，该宽幅带筋薄壁板采用超高强铝合金材料挤压制成，所述挤压成形方法包括：

步骤S10，采用喷射成形技术制备预设圆锭坯料，对预设圆锭坯料进行车削去除氧化皮后进行均匀化处理；

步骤S11，将均匀化处理后的预设圆锭坯料冷却至挤压要求温度，并分别对模具和挤压筒进行加热升温到各自的指定温度；

步骤S12，将冷却后的预设圆锭坯料和升温后的模具装入升温后的挤压筒中进行合模挤压，以使从模具内挤出形成宽幅带筋薄壁板，并通过风冷将型材快速冷却至室温；

步骤S13，将宽幅带筋薄壁板送入时效炉中进行时效及保温处理后，进行风冷降温至室温后，再次进行时效及保温处理后。

进一步地，所述步骤S12具体包括：

将冷却后的预设圆锭坯料和升温后的模具装入升温后的挤压筒中；

设定挤压筒的挤压速度，并利用挤压筒中的推杆将预设圆锭坯料在模具内墩粗；

增加挤压筒的挤压力，以使墩粗后的预设圆锭坯料先充满模具、再从模具内挤出形成宽幅带筋薄壁板。

进一步地，在所述步骤S12之后，所述挤压成形方法还包括：

将宽幅带筋薄壁板送入时效炉中进行三次时效及保温处理。