[发明专利]一种制备高强铝合金多筋变截面复杂构件的工艺方法

说明书

本发明公开一种制备高强铝合金多筋变截面复杂构件的工艺方法，包括步骤：将喷射沉积态的锭坯经过挤压处理成挤压态坯料；根据多筋变截面复杂构件的多筋变截面不同，制作相应的多筋变截面预制坯料和成形模具；对成形模具和预制坯料进行预热处理并表面刷石墨处理；对成形模具和预制坯料进行加热，加热到设定温度后进行局部复合成形和整体复合成形；将热变后构件冷却至室温后进行整体冷变形；对冷变后构件进行热处理，获得高性能的多筋变截面复杂构件；本发明操作简单，实用性好，易于实现工业化应用，适用于喷射成形铝合金锭坯致密化，可获得具有细小晶粒组织、第二相均匀弥散分布、致密化程度高和力学性能良好的的喷射成形铝合金坯。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种制备高强铝合金多筋变截面复杂构件的工艺方法。

背景技术

在高强铝合金制备上，喷射沉积态高强铝合金制备过程中难以避免的铸造缺陷严重限制了其在航空航天上进一步运用。喷射成形技术制备的沉积态坯料致密度相对较低，需要采用合理的后续致密化加工提高其致密度，以充分提高制品的各项性能。传统的喷射成形铝合金的致密化工艺(锻造、挤压、轧制、热等静压等)，对喷射成形锭坯致密化和晶粒细化起到积极作用，但存在一些局限性。累积大塑性变形技术是通过在材料中引入极大的塑性变形量，有效促进组织致密化和剪切细化，达到细化晶粒、提升材料性能的目的，因此大塑性变形是实现喷射成形锭坯致密化的理想工艺。

在成形工艺上，具有多筋变截面的特点，要求精确控形控性。现阶段成形工艺主要为机械加工。而机械加工方式不仅材料利用率低、成本高，而且会切断构件的合理金属流线、破坏机械强度。飞机结构件不仅对服役性能要求十分严苛，并且其对成形条件十分敏感、成形质量控制极为困难。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种制备高强铝合金多筋变截面复杂构件的工艺方法，包括步骤：

S1，将喷射沉积态的锭坯经过挤压处理成挤压态坯料；

S2，根据多筋变截面复杂构件的多筋变截面不同，制作相应的多筋变截面预制坯料和成形模具；

S3，对所述成形模具和所述预制坯料进行预热处理并表面刷石墨处理；

S4，将所述成形模具置于1000T液压成形设备上进行对模，对模完成后，对所述成形模具和所述预制坯料进行加热，加热到设定温度后进行局部复合成形和整体复合成形获得热变后构件；

S5，将所述热变后构件冷却至室温后进行整体冷变形获得冷变后构件；

S6，对所述冷变后构件进行热处理，获得高性能的多筋变截面复杂构件。

较佳的，所述步骤S1中，挤压之前除去喷射成形铸锭表面的氧化皮部分，获得圆柱体铝合金锭坯；圆柱体铝合金锭坯通过挤压比为9的挤压孔，挤压成挤压态的铝合金锭坯。

较佳的，所述步骤S2中，采用有限元软件对多筋变截面复杂构件成形过程进行有限元数值分析，确定对应坯料形状、局部加载种类以及对应的所述成形模具。

较佳的，在所述步骤S3中，将所述预制坯料、所述成形模具加热至150℃，表面刷石墨处理。

较佳的，所述步骤S4中，对所述成形模具和所述预制坯料进行加热处理，加热温度到达300℃。

较佳的，所述成形模具包括局部加载冲头、整体加载冲头、带多筋的凹模型腔和上盖板；所述局部加载冲头、所述整体加载冲头分别装置在所述上盖板上，所述上盖板和加载冲头组装在一起为上模，所述带多筋的凹模型腔为下模，所述上模和所述下模通过压力机接触。