[发明专利]基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于辊弯‑超声校平工艺循环的复合板性能优化方法，S1、选取相应厚度的复合板坯；S2、将复合板坯放入加热炉内，并进行加热；S3、对加热后的复合板坯进行反复辊弯，卷制成一定角度的圆弧形状；S4、将反复辊弯后的复合板坯倒置翻盖在模具上进行超声校平；S5、翻转复合板坯，翻转后重新加热复合板坯，之后进行反向辊弯和反向超声校平；S6、将步骤S2‑S5的加热复合板‑辊弯‑超声校平‑翻转复合板坯‑重新加热‑反向辊弯‑反向超声校平设定为一个循环，之后再循环进行步骤S2‑S5多次，得到复合板坯。本发明通过反复进行剧烈的塑性变形和物理超声振动的方式循环配合，能够消除残余应力、破碎晶粒、改善微观组织，来达到改善板坯性能的目的。

技术领域

本申请涉及塑性成形、材料改性领域，具体地涉及一种基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法及系统。

背景技术

近年来，自然资源稀缺，同时由于单一的金属材料和合金材料的综合性能不佳，使得其应用领域受到了极大限制，金属复合材料的研制、生产和应用越来越受到国家的重视。随着科技的发展，新工艺、新技术不断更新迭代，金属复合板的开发和应用得到了极大地拓展，复合板材料的种类更加丰富、应用领域不断延伸。

由于金属复合材料的性能功能化，能够针对特殊的服役环境进行复合板的选择，将每种合金的性能发挥到最大化。但是在复合板制备出坯时，由于各种因素的影响，会出现严重的各向异性、晶粒粗大、组织不均和残余应力未释放完全等问题，所以需要优化复合板在后续零件加工工艺中的力学及成形性能。

改善板坯性能的方法有很多，比如：为了改善汽车车身用铝合金板材的各向异性，某机构公开了一种改善汽车车身用铝合金板材各向异性的方法，通过热轧、退火、交叉辊弯和固溶处理等一系列步骤使得铝合金板材整体性能得以提升；为了改善Al-Mg-Li系合金板的性能，某机构公开了一种改善Al-Mg-Li系合金板的性能，采用多道辊弯中穿插中间退火工艺，且中间退火后由温轧改为冷轧，此方法提高了合金的变形储能，解决了板材超塑性偏低的问题；为了改善轻质合金表面性能，某机构公开了一种搅拌摩擦与超声滚压一体化的改性装置及方法，对镁合金等轻合金进行此种方法表面改性，显著改善了合金的微观组织，大幅提高了力学性能和延展性，改善了塑性加工能力，提高了耐蚀性能，大大降低了表面粗糙度，提高了其表面的综合性能指标。以上方法均有其各自的不足之处，或是步骤繁琐，或是需要多种热处理辅助，亦或是设备装置复杂等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，解决复合板板坯中各向异性、晶粒粗大、组织不均和残余应力未释放完全等问题；本发明通过物理超声振动的方式输入能量，能够消除更多的残余应力、破碎晶粒、改善微观组织，来达到改善板坯性能的目的；通过多道次辊弯和超声校平循环交替作用，能够显著减少复合板坯的残余应力，实现板材性能的改善。

为实现上述目的，本发明所采用的解决方案为：提供一种基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法，其包括以下步骤：

具体地，本发明提供一种基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法，其包括以下步骤：

S1、根据设定的厚度及合金材料，选取相应厚度的合金复合板坯；

S2、将所述复合板坯放入加热炉内进行加热；

S3、对加热后的复合板坯进行反复辊弯，卷制成一定角度的圆弧形状：

使用卷板机对复合板坯进行反复辊弯，使复合板晶粒均匀细化；

S4、将反复辊弯后的复合板坯倒置翻盖在模具上进行超声校平：

超声振动对复合板坯施加周期性的动应力，动应力与复合板坯内部残余应力叠加，产生微小塑性变形，完成残余应力的释放；

S5、翻转复合板坯，翻转后重新加热复合板坯，然后使用卷板机反卷成相同预设角度的圆弧状，之后进行超声校平；