[发明专利]一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法

说明书

本发明涉及一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，属于有色金属材料加工工程技术领域；步骤一、将凹模水平放置在热压罐内；将第一橡皮垫料、坯料、第二橡皮垫料水平放置在凹模的顶部；步骤二、在热压罐内使用凸模竖直向下施加载荷；步骤三、向第一橡皮垫料和第二橡皮垫料内部充气，坯料成型；对热压罐进行抽真空处理；步骤四、将热压罐内温度调整至人工时效温度，保持时长t；步骤五、将凹模、第一橡皮垫料、坯料、第二橡皮垫料和凸模从热压罐内取出；步骤六、卸下凸模；本发明通过橡皮囊在成型过程的弹性补偿弥补成形过程中的弹性损失，减少模具的修模次数，并提高成形精度。

技术领域

本发明属于有色金属材料加工工程技术领域，涉及一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法。

背景技术

时效成形是当前铝及铝锂合金整体壁板结构的重要精密成型方法，然而时效成型受制于两个方面的技术瓶颈，1.时效成形需要进行多次仿真迭代以及实验验证模具型面，并对其进行修模已达到所需的尺寸，周期长，且复杂；2.时效成形其原理在于弹性变形经过蠕变转变为塑性永久变形，弹性变形的量决定了时效成形的变形量，预成型后弹性变形，由板材中心向上下表面逐渐增加，板材越厚成型效果越好，因此不适用于薄板结构。但是航空瓜瓣结构普遍为薄壁结构，大尺寸结构的整体时效成形收到限制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，通过橡皮囊在成型过程的弹性补偿弥补成形过程中的弹性损失，减少模具的修模次数，并提高成形精度。

本发明解决技术的方案是：

一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，包括如下步骤：

步骤一、室温下，将凹模水平放置在热压罐内；将第一橡皮垫料、坯料、第二橡皮垫料水平放置在凹模的顶部；

步骤二、在热压罐内使用凸模从第二橡皮垫料顶部竖直向下施加载荷，使第一橡皮垫料、坯料和第二橡皮垫料发生弹性形变贴合凹模顶部的凹槽型面；

步骤三、向第一橡皮垫料和第二橡皮垫料内部充气，第一橡皮垫料和第二橡皮垫料膨胀挤压坯料，实现坯料均匀受力，坯料成型；在成型过程中保持第一橡皮垫料和第二橡皮垫料处于充气状态；对热压罐进行抽真空处理；

步骤四、将热压罐内温度调整至人工时效温度，保持时长t；

步骤五、将凹模、第一橡皮垫料、坯料、第二橡皮垫料和凸模从热压罐内取出，冷却至室温；

步骤六、卸下凸模；坯料产生回弹，实现吸收蠕变释放的应变，保持型面结构，减少回弹量。

在上述的一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，所述步骤一中，将第一橡皮垫料放置在坯料的下表面，将第二橡皮垫料放置在坯料的上表面后，再将整体放置在凹模的顶部。

在上述的一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，所述步骤一中，凸模的底部向下设置有弧形凸起，凸模底部的弧形凸起与凹模顶部的凹槽型面形状对应。

在上述的一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，所述步骤二中，凸模向下施加载荷时，均匀施加载荷至坯料的上下两面紧贴第一块橡皮垫料和第二块橡皮垫料；保持施加载荷直至坯料的蠕变完成。

在上述的一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，所述步骤三中，第一橡皮垫料和第二橡皮垫料采用采用硅胶材料；工作温度范围为-60℃～220℃，硅胶弹性模量为1.2GPa，泊松比为0.48；热压罐抽真空后，真空度不大于-0.1MPa。

在上述的一种橡皮垫料辅助铝合金薄壁构件蠕变时效精密成形方法，所述步骤四中，人工时效温度为120℃-190℃；t为8-36h；坯料产生蠕变实现应力松弛。