[发明专利]一种铝锂合金蒙皮壁板超塑成形/气淬方法及模具

说明书

本发明涉及一种铝锂合金蒙皮壁板超塑成形/气淬方法及模具，属于金属塑性加工技术领域，解决了现有技术制备的铝锂合金蒙皮壁板成形精度不高、效率低、成本高的问题。本发明通过将铝锂合金板进行超塑成形，将经过超塑成形的铝锂合金板进行气淬，制造的制造铝锂合金蒙皮壁板不仅具有较高型面精度，还具有较高的抗拉强度性能，工艺流程简单，加工工成本低，铝锂合金蒙皮壁板整体性、一致性较好。

技术领域

本发明属于金属塑性加工技术领域，涉及一种铝锂合金蒙皮壁板超塑成形/气淬方法及模具，适用于铝锂合金蒙皮壁板制造。

背景技术

随着航空航天技术的发展，轻量化及高性能已经成为结构设计的必然选择。铝锂合金作为一种轻质金属材料，由于Li元素的添加，其密度要比普通铝合金低，同时其弹性模量更高。每添加1％的Li元素可以使铝锂合金的密度降低3％，同时弹性模量提高6％，并可保证合金在淬火和人工时效后硬化效果良好。此外，铝锂合金具有优良的耐蚀性，良好的低温性能以及抗疲劳性能，在航空航天以及其他领域如轨道交通，汽车电子，核工业等均具有广阔的应用前景。随着铝锂合金结构部件的广泛应用，有关铝锂合金蒙皮壁板制造的研究便显得尤为重要。目前，铝锂合金蒙皮壁板制造方法主要有拉伸成形、蠕变时效成形、辊弯成形等工艺，但成形精度不高、效率低、成本高等因素，极大地阻碍了铝锂合金蒙皮壁板的应用。

发明内容

基于上述分析，本发明旨在提供一种铝锂合金蒙皮壁板超塑成形/气淬方法及模具，解决现有技术制备的铝锂合金蒙皮壁板成形精度不高、效率低、成本高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种铝锂合金蒙皮壁板超塑成形/气淬方法，包括以下步骤：

步骤1：将铝锂合金板进行超塑成形；

步骤2：将经过超塑成形的铝锂合金板进行气淬。

进一步地，所述步骤1超塑成形过程包括：

步骤11：将铝锂合金板顶部打造n个圆孔，将超塑成形上模具和超塑成形下模具加热到预设温度，把铝锂合金板置于超塑成形上模具和超塑成形下模具之间并保温10min～30min；

步骤12：通过超塑成形上模进气口向铝锂合金板和超塑成形上模具之间通入气体，铝锂合金板逐渐向超塑成形下模具贴合。

进一步地，所述步骤2气淬过程包括：

步骤21：待铝锂合金板完全和超塑成形下模具腔体贴合后，将超塑成形上模具移开，在铝锂合金板顶部圆孔中放入挂钩，将气淬模具通过挂钩与铝锂合金板相连，置于铝锂合金板上方，气淬模具凸起部分完全置于超塑成形下模具腔体中；

步骤22：将气淬模具和铝锂合金板一起向上移动，同时，通过气淬模具进气口通入气体，气体通过气淬模具出气口排出，在气淬模具和铝锂合金板之间形成气淬层；

步骤23：待铝锂合金板冷却至室温，将铝锂合金板从气淬模具上取下。

进一步地，上述步骤11中，超塑成形上模具上留有上模具腔体，所述上模具腔体侧面留有与上模具腔体连通的上模进气口，流体成形下模具上留有下模具腔体；下模具腔体为凹槽。

进一步地，上述步骤11中，预设温度范围为450℃～550℃。

进一步地，上述步骤12中，通过超塑成形上模进气口向铝锂合金板和超塑成形上模具之间通入气体，气体为氮气或氩气。

进一步地，上述步骤12中，通过超塑成形上模进气口向铝锂合金板和超塑成形上模之间通入气体，气体压力范围为0.3MPa～3MPa。