[发明专利]一种铝合金厚板的孔挤压强化方法和所述方法用润滑剂

说明书

本发明提供了一种铝合金厚板的孔挤压强化方法和所述方法用润滑剂，本发明通过在连接孔壁上涂覆形成具有差异润滑性能的减磨涂层，且涂层表面的摩擦系数较内层的摩擦系数大，从而能够在涂层发生磨损时提供更均匀的摩擦系数和更好的润滑性能，降低孔壁划伤的或孔壁‑挤压棒黏合概率，保证孔挤压强化效果，提高生产效率。

技术领域

本发明属于铝合金加工技术领域，特别涉及一种铝合金厚板的孔挤压强化方法和一种适用于所述方法的润滑剂。

背景技术

飞行器的绝大多数构件是通过在连接孔中安装紧固件而装配在一起的。而孔的周围为高应力集中区，易发生疲劳断裂失效等问题。随着航空航天事业的迅速发展，对于飞行器抗疲劳制造技术的要求不断提高。实际生产过程中，常采用孔挤压技术对孔进行强化，孔挤压强化技术通过硬质的挤压棒连续、均匀的挤压孔，使孔周围形成一定深度的弹塑性变形层和加工硬化层，从而提高孔的疲劳寿命。

在孔挤压过程中，为了防止挤压棒划伤孔壁或与孔壁发生黏合，挤压前通常在孔壁表面均匀地涂覆润滑剂，并对其干燥后形成干膜，以减少挤压棒与孔壁之间的摩擦力。然而，在实际生产过程中，由于孔挤压强化工艺所需挤压量高，所用挤压力大，常常无法避免地出现孔壁被划伤或孔壁-挤压棒黏合的现象，严重降低了挤压强化的效果。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种铝合金厚板的孔挤压强化方法和一种适用于所述方法的润滑剂。铝合金厚板的孔在挤压强化过程中，挤压棒与连接孔过盈配合，挤压棒与连接孔会产生明显的强化阻力，强化阻力对强化拉力、孔壁轴向应力分布、孔口材料挤出量等具有重要影响，直接影响孔的冷挤压疲劳强化效果。强化阻力对挤压棒与连接孔壁的摩擦系数十分敏感，即使摩擦系数的小幅度改变也将引起强化阻力的明显变化，影响强化效果。

本申请的发明人在研究中出人意料地发现，涂覆在孔壁上的润滑剂干燥后形成的减磨涂层厚度很薄，挤压过程中挤压棒对涂层表面上的压力又存在不均匀分布，这些使得减磨涂层在挤压时产生磨损上的差异，甚至部分区域被磨穿。而当发生磨损或磨穿的情况时，挤压棒与连接孔壁的摩擦系数也随之改变，影响强化效果。

为了保证孔挤压强化效果，本申请的发明人从均匀化摩擦系数的角度出发，提供了一种铝合金厚板的孔挤压强化方法和一种润滑剂，通过在孔壁上涂覆从底层至表面摩擦系数增大的具有差异化的减磨涂层，从而当减磨涂层发生磨损时提供更加均匀的摩擦系数和更好的润滑性能，以此降低孔壁被划伤或孔壁-挤压棒黏合的风险，保证孔挤压强化的效果。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种铝合金厚板的孔挤压强化方法，包括以下步骤：

在待强化的孔的孔壁上涂覆润滑剂；

干燥，所述润滑剂干燥后形成包括至少两层不同摩擦系数的减磨涂层，且所述减磨涂层中，位于外层的减磨涂层的摩擦系数大于位于内层的减磨涂层的摩擦系数；

对待强化的孔进行挤压强化。

根据本发明的实施方式，形成的减磨涂层的总厚度为80~160μm，例如为90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或160μm。

根据本发明的实施方式，形成的至少两层不同摩擦系数的减磨涂层的厚度可以相同，也可以不同，优选为相同或相近。

根据本发明的实施方式，位于外层的减磨涂层的摩擦系数为0.15~0.20。

根据本发明的实施方式，位于内层的减磨涂层的摩擦系数为0.06~0.10。

根据本发明的实施方式，所述方法包括如下步骤：

在待强化的孔的孔壁上涂覆至少两种润滑剂，两种润滑剂中的固体润滑组分含量不同；