中文名 | 一種基于鋁合金焊接拼板的薄壁曲面無模旋壓成形方法 | 申請公布號 | CN112916704A |
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申請公布日 | 2021.06.08 | 申請?zhí)?/th> | 2021100788363 |
本發(fā)明公開了一種基于鋁合金焊接拼板的薄壁曲面無模旋壓成形方法。該方法的步驟如下:(1)將軋制的鋁合金板材進行固溶時效強化處理,然后采用攪拌摩擦焊接技術(shù)拼焊鋁合金板材;(2)對焊接板材進行外環(huán)約束無模旋壓成形,將板材旋壓為錐形件;(3)再通過2~3個旋壓道次將錐形件擴旋為曲面零件。本發(fā)明提出的基于鋁合金焊接板材的外環(huán)約束無模壓方法,能夠快速整體成形大規(guī)格曲面零件,解決現(xiàn)有軋制板材寬度有限的難題。同時,該方法可以保證焊接板材焊縫各區(qū)域材料的變形協(xié)調(diào),獲得成形精度高、性能優(yōu)異的大規(guī)格薄壁曲面零件,而且旋壓件表面光滑,不產(chǎn)生起皺、破裂等缺陷。
申請日 |
2021.01.21 |
申請人 |
中南大學(xué) |
地址 |
410083湖南省長沙市岳麓區(qū)麓山南路932號 |
發(fā)明人 |
藺永誠;?朱江山;?何道廣 |
Int. Cl. |
B21D22/14(2006.01)I;?B21D51/10(2006.01)I;?B23K20/12(2006.01)I |
用氬弧焊機,焊接前去除氧化膜。 為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷,焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼,墊板表面開一圓弧形槽,以保證反面焊縫成形。
用氬弧焊機,焊接前去除氧化膜。 為了保證焊透并使焊件不致焊穿或塌陷,焊前可在接縫下面安放墊板。墊板材料可采用石墨、不銹鋼或碳鋼,墊板表面開一圓弧形槽,以保證反面焊縫成形。
鋁及鋁合金厚板可采用熔化極氣體保護焊、鎢極氦弧焊、氬氦混合鎢極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊。熔化極氣體保護焊、脈沖熔化極氣體保護焊應(yīng)用越來越廣泛(氬氣或氬/氦混合氣)。惰性氣體保護焊(TIG 或 ...
格式:pdf
大小:8.9MB
頁數(shù): 3頁
評分: 4.5
概述了鋁合金幾種先進的焊接方法:鎢極氬弧焊、電子束焊、激光焊及攪拌摩擦焊。重點介紹了鋁合金最有前途的固相連接方法——攪拌摩擦焊,并展望了鋁合金攪拌摩擦焊的應(yīng)用前景。指出攪拌摩擦焊是鋁合金最好的連接工藝,應(yīng)深入研究。
《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》的目的在于提供一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法,解決現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金高筒薄壁環(huán)件軋制時材料流動難以控制、軋制容易出現(xiàn)軋偏和喇叭口、環(huán)件兩端壁厚尺寸較薄不能滿足技術(shù)要求等問題。
《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法,依次包括將變形鋁合金棒料鐓粗、沖孔、預(yù)軋環(huán)坯、終軋環(huán)件步驟,其特征在于:在沖孔步驟與預(yù)軋環(huán)坯步驟之間,還包括將所述沖孔后的環(huán)坯A進行馬架擴孔和平端面步驟,具體步驟如下:
(1)鐓粗、沖孔
將變形鋁合金棒材加熱到460℃~480℃鍛造溫度,進行鐓粗、沖孔;
(2)馬架擴孔、平端面
控制鍛錘的下壓力,每錘一次使所述沖孔后的環(huán)坯A變形量超過30%,旋轉(zhuǎn)環(huán)坯A90°后錘鍛,環(huán)坯A經(jīng)充分變形后其圓角3尺寸縮小至R<15毫米,該步驟終鍛溫度不低于360℃;
(3)預(yù)軋環(huán)坯
將步驟(2)處理后的環(huán)坯A1回爐加熱至460℃~480℃的鍛造溫度,裝入輾環(huán)機進行預(yù)軋制,主輥固定轉(zhuǎn)動,芯輥做徑向進給運動,第一階段:主輥的轉(zhuǎn)速為0.2~0.5弧度角/秒,主輥軋制力為300T~360T,芯輥的進給速度為0.1~0.4毫米/秒,錐輥軋制力為40T;第二階段:主輥軋制力為400T,芯輥進給速度為0.7毫米/秒,錐輥的軋制力為80T,錐輥的軸向進給量為4.5毫米/分鐘;第三階段:環(huán)坯A達到尺寸要求后,保持芯輥穩(wěn)定,空轉(zhuǎn)主輥6~8圈后停轉(zhuǎn);該步驟終鍛溫度不低于360℃;
(4)終軋環(huán)件
將步驟(3)處理后的環(huán)坯B回爐加熱至460℃~480℃的鍛造溫度,裝入輾環(huán)機進行最終軋制,主輥轉(zhuǎn)速為為0.2~0.5弧度角/秒;環(huán)件咬入階段,主輥的軋制力為360T~400T,芯輥進給速度為0.1~0.4毫米/秒,錐輥軸向固定,其軋制力為40T;穩(wěn)定軋制階段,主的軋制力為410T,芯輥進給速度為0.6毫米/秒,錐輥轉(zhuǎn)速不變,其軋制力為110T,軸向進給量為4毫米/分鐘;符合要求尺寸階段,使芯輥進給速度從0.6毫米/秒減小至0毫米/秒,該步驟環(huán)件終鍛溫度不低于360℃。
優(yōu)選地,所述變形鋁合金的牌號為147的鋁合金棒。
步驟(2)中的馬架擴孔環(huán)坯A的高度按以下公式計算:H2=H1 △H2;其中,H1為預(yù)軋環(huán)坯B7的高度,H2為馬架擴孔環(huán)坯A高度,△H2=2~4%H1。
步驟(2)中的馬架擴孔環(huán)坯A的內(nèi)外徑按以下公式計算:(D1-D2-d1 d2)/(D1-d1)=30%~60%;其中,D1,d1為預(yù)軋環(huán)坯B的內(nèi)外徑,D2,d2為馬架擴孔環(huán)坯A的內(nèi)外徑。
步驟(3)中的預(yù)制環(huán)坯B的高度按以下公式計算:H1=H △H1;其中H1為預(yù)軋環(huán)坯B的高度,H為終軋環(huán)件的高度,△H1=2~4%H。
步驟(3)中的預(yù)制環(huán)坯B的內(nèi)外徑按以下公式計算:(D-d-D1 d1)/(D-d)=30%~50%;其中,D,d為終軋環(huán)件的內(nèi)外徑,D1,d1為預(yù)軋環(huán)坯B的內(nèi)外徑。
《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》的有益效果:該發(fā)明所述的一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法,預(yù)軋步驟前再進行一道馬架擴孔、平端面的工序,將沖孔后的環(huán)坯圓角尺寸縮小至R<15毫米,使得軋制變形時材料能夠使圓角縮小至要求尺寸,從而解決了環(huán)件軸向變形材料分配難題;而且馬架工序之后,所述環(huán)坯鼓肚大幅減小,端面變厚,在外徑方向上環(huán)坯與主輥接觸面積增加,極大減少環(huán)坯沖孔后直接軋制的失穩(wěn)現(xiàn)象。
《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》涉及一種環(huán)形鍛件的軋制成形方法,特別是涉及了一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法。
實施《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》所述的一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法需要提供鍛造加熱爐、壓力機、軋環(huán)機、機械手及其他工裝模具等設(shè)備。結(jié)合附圖,下面以材料牌號為147的鋁合金為對象進行說明:
《一種鋁合金高筒薄壁環(huán)件的軋制成形方法》依次包括將變形鋁合金棒料鐓粗、沖孔、預(yù)軋環(huán)坯、終軋環(huán)件步驟,其中:在沖孔步驟與預(yù)軋環(huán)坯步驟之間,還包括將所述沖孔后的環(huán)坯A1進行馬架擴孔和平端面步驟,具體步驟如下:
(1)鐓粗、沖孔
將變形鋁合金棒材加熱到460℃~480℃鍛造溫度,進行鐓粗、沖孔;
(2)馬架擴孔、平端面
控制鍛錘4的下壓力,每錘一次使所述沖孔后的環(huán)坯A1變形量超過30%,旋轉(zhuǎn)環(huán)坯A190°后錘鍛,環(huán)坯A1經(jīng)充分變形后其圓角3尺寸縮小至R<15毫米,該步驟終鍛溫度不低于360℃;
(3)預(yù)軋環(huán)坯
將步驟(2)處理后的環(huán)坯A1回爐加熱至460℃~480℃的鍛造溫度,裝入輾環(huán)機進行預(yù)軋制,主輥6固定轉(zhuǎn)動,芯輥8做徑向進給運動,第一階段:主輥6的轉(zhuǎn)速為0.2~0.5弧度角/秒,主輥6軋制力為300T~360T,芯輥8的進給速度為0.1~0.4毫米/秒,錐輥9軋制力為40T;第二階段:主輥軋制力為400T,芯輥8進給速度為0.7毫米/秒,錐輥9的軋制力為80T,錐輥9的軸向進給量為4.5毫米/分鐘;第三階段:環(huán)坯A1達到尺寸要求后,保持芯輥8穩(wěn)定,空轉(zhuǎn)主輥66~8圈后停轉(zhuǎn);該步驟終鍛溫度不低于360℃;
(4)終軋環(huán)件
將步驟(3)處理后的環(huán)坯B7回爐加熱至460℃~480℃的鍛造溫度,裝入輾環(huán)機進行最終軋制,主輥6轉(zhuǎn)速為為0.2~0.5弧度角/秒;環(huán)件咬入階段,主輥6的軋制力為360T~400T,芯輥8進給速度為0.1~0.4毫米/秒,錐輥9軸向固定,其軋制力為40T;穩(wěn)定軋制階段,主輥6的軋制力為410T,芯輥8進給速度為0.6毫米/秒,錐輥9轉(zhuǎn)速不變,其軋制力為110T,軸向進給量為4毫米/分鐘;符合要求尺寸階段,使芯輥8進給速度從0.6毫米/秒減小至0毫米/秒,該步驟環(huán)件終鍛溫度不低于360℃。
優(yōu)選地,所述變形鋁合金的牌號為147的鋁合金棒。
步驟(2)中的馬架擴孔環(huán)坯A1的高度按以下公式計算:H2=H1 △H2;其中,H1為預(yù)軋環(huán)坯B7的高度,H2為馬架擴孔環(huán)坯A1高度,△H2=2~4%H1。
步驟(2)中的馬架擴孔環(huán)坯A1的內(nèi)外徑按以下公式計算:(D1-D2-d1 d2)/(D1-d1)=30%~60%;其中,D1,d1為預(yù)軋環(huán)坯B7的內(nèi)外徑,D2,d2為馬架擴孔環(huán)坯A1的內(nèi)外徑。
步驟(3)中的預(yù)制環(huán)坯B7的高度按以下公式計算:H1=H △H1;其中H1為預(yù)軋環(huán)坯B7的高度,H為終軋環(huán)件10的高度,△H1=2~4%H。
步驟(3)中的預(yù)制環(huán)坯B7的內(nèi)外徑按以下公式計算:(D-d-D1 d1)/(D-d)=30%~50%;其中,D,d為終軋環(huán)件10的內(nèi)外徑,D1,d1為預(yù)軋環(huán)坯B7的內(nèi)外徑。
通過上述方法獲得的薄壁高筒環(huán)件滿足尺寸要求后,進行退火 固熔 時效處理,退火溫度為375℃,固溶溫度為535℃,時效溫度為190℃。
采用上述馬架擴孔制坯后輾軋的方法軋制的147鋁合金高筒薄壁環(huán)件10,最小壁厚可達15毫米,高厚比最大可達30:1,高徑比最大可達2.5:1(鍛件高度≥700毫米)。
獲得的薄壁高筒環(huán)件的力學(xué)性能:室溫條件下,抗拉強度(σb)≥410兆帕,屈服強度(σ0.2)≥290兆帕,延伸率(δ5)≥15.5%,符合技術(shù)要求。