[发明专利]调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法

权利要求书

1.一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对铝合金环件的内径进行粗车，得到粗车后铝合金环件；

(2)将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件；

(3)利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：

A＝π(1+w)D₀H 式I；

A_Z＝πD_ZH 式II；

其中，A为冷胀形后铝合金环件的内环面面积，A_Z为胀形机与冷胀形后铝合金环件内环面接触面积，M为冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值，D₀为固溶处理后铝合金环件的内径，D_Z为胀形机的外径，H为冷胀形后铝合金环件的高度，N为胀形机的模瓣数，w为总胀形量；

当M≤0.5％时，冷胀形的次数n＝1；

当0.5％M≤1％时，冷胀形的次数n＝2；

当M1％时，冷胀形的次数n＝3；

所述冷胀形在15～35℃条件下进行；进行所述冷胀形时，胀形速度为1mm/s，总胀形量为1～3％；

(4)将所述冷胀形后铝合金环件进行人工时效处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胀形机的技术参数至少满足以下条件：胀形机的公称力大于固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；胀形机的单边径向外胀最大行程大于固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程；固溶处理后铝合金环件的尺寸和冷胀形后铝合金环件的尺寸在胀形机可胀形环件尺寸的范围内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力根据式IV～式V计算得到：

F＝λSσ_S 式IV；

S＝(D_W-D₀)H 式V；

其中，F为固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；λ为胀形力系数，λ＝1.2～1.5；σ_S为固溶处理后铝合金环件屈服应力；S为固溶处理后铝合金环件的纵截面积；D_W为固溶处理后铝合金环件的外径。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程根据式VI计算得到：

其中，L为固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷胀形在固溶处理结束后4h内进行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述人工时效处理在冷胀形结束后8h内进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述冷胀形的次数n1时，每次冷胀形后，将铝合金环件旋转一定角度，然后再进行下一次冷胀形，旋转角度根据式VII计算得到：

α＝360/2N 式VII；

其中，α为每次胀形后旋转角度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述冷胀形的次数n1时，每次冷胀形的胀形量相同。