一种人工时效态铝合金薄板的成形方法

文档序号:9588101阅读:339来源:国知局
一种人工时效态铝合金薄板的成形方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金薄板的成形方法,具体讲涉及一种人工时效态铝合金薄板的成 形方法。
【背景技术】
[0002] 铝合金以其较高的断裂韧性、良好的抗疲劳性能以及良好的耐蚀性等综合性能, 广泛用作钣金类零件和飞机的主体结构。由于2024-T6铝合金薄板已经经过人工时效,室 温成形性能只是退火态板材的三分之一,故造成零件成形后回弹严重。所以,目前多采用退 火板成形,成形后进行淬火、校形、人工时效。虽然经这样的工艺处理也能实现零件的制造, 但却存在诸如重复热处理造成的晶粒粗化、强度下降、滑移线、表面划伤、能耗高、生产效率 低等弊端。因此,需要寻求一种制造成本低廉、可加工性更好且可保持材料性能的制造工 〇
[0003]CN103695817中披露了一种可热处理铝合金同步淬火成形工艺,其中包括用水介 质淬火,但需重新淬火及后续人工时效使材料到使用状态,这一成形效率较低,能耗较大, 而其具有一定局限性,1. 〇_以下板材不适用于重复热处理次数的材料。
[0004]CN102974675A公开了一种铝合金钣金件固溶水淬后热成形方法,该法需要对模具 加热,然后通过热传导使零件温度提高,使成形性能获得改善,但是该现有技术中处理的材 料在150°C~400°C温度范围停留较长时间,且时间不确定,这意味着对材料性能产生较大 影响。现有技术中公开的(《ML377铝合金热稳定性研究》)表明,铝合金在200°C以上停 留,材料性能将大幅下降,而其对模具加热能耗较大,效率较低。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种人工时效态铝合金薄板的成形方法,克服现有铝合金 制备工艺中的效率较低、能耗较大、和材料性能低等不足,本工艺具有制造成本低廉、可加 工性更好且可保持材料性能等优点。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] -种人工时效态铝合金薄板的成形方法,所述方法包括以下工艺步骤:
[0008] (1)配制清洗溶液;
[0009] (2)清洗模具至Ra0· 6~0· 8表面粗糙度;
[0010] (3)清洁2024-T6铝合金板坯;
[0011] (4)下模具上依次放置柔性隔热垫和铝合金板坯并予固定;
[0012] (5)用干冰清洗上模具至-20 °C~-10 °C表面温度;
[0013] (6)用感应加热,以50°C/s~180°C/s升温速度将铝合金板坯加热至490°C~ 500°C,保温2-3min,撤去所述隔热垫,冲压成形并保压;
[0014] (7)切边修正步骤(6)的零件得到最终零件形状。
[0015] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第一优选方案,所述步骤(1) 中,按质量计,所述的清洗溶液包含:盐酸40-50g,EDTAO. 2-0. 3克,缓蚀剂65-70g,水 1000-1100 克。
[0016] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第二优选方案,所述步骤(3)中, 对所述铝合金板坯表面的清洁包括:用蘸有乙醇或丙酮的清洁棉布擦拭铝合金板坯表面, 至擦拭棉布无油污后,用细砂毡蘸去离子水和粒度为20μm的刚玉砂手工抛光铝合金板坯 表面,再用去离子水至少清洗5min,用无油无水的压缩空气将铝合金板坯表面吹干。
[0017] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第三优选方案,所述的隔热垫厚度 为1~3mm〇
[0018] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第四优选方案,所述步骤(5)中, 用干冰清洗上模具的步骤包括:(1)将长度7-10_和直径4~8_的棒状干冰加入干冰清 洗机冰斗里;(2)将干冰清洗机的枪嘴垂直置于20~25mm的上模具的待清洗面,以2~ 2. 5kg/min出冰量,9~lObar的喷射压力和0. 2~0. 25s/cm2清洗速度清洗。
[0019] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第五优选方案,使上模具表面温度 达到-20°c~-10°c时间为30S-60S。
[0020] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第六优选方案,所述步骤(6)中, 保温2min。
[0021] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第七优选方案,所述步骤(6)中, 冲压成形速度为50mm/s~95mm/s。
[0022] 所述的一种人工时效态铝合金薄板成形方法的第八优选方案,所述步骤(6)中, 保压时间130~180s。
[0023] 与最接近的现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0024] 1、本发明提供的技术方案,通过使用清洁剂、清模胶对模具清洗,提高模具表面的 粗糙度,减少了成形过程中对零件表面的划伤。
[0025] 2、通过采用感应快速加热的方式对板材预热,有效的改善的材料成形性能。此外, 由于加热时间短,材料不会发生析出相回溶、再结晶,因此,在加热过程中材料性能不会发 生改变。此外,通过对上模具进行冷却处理,在成形过程中能迅速带走零件热量,因此,在成 形过程中材料性能不会发生改变。
[0026] 3、通过本发明对人工时效态铝合金薄板进行成形,工艺简单、成本较低,易于实现 大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的 实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的 范围。实施例1 :
[0028] (1)配制清洗溶液对模具表面按照清洗、去除黑膜的步骤清理进行清洗,清洗液成 分为按重量%包含有:盐酸45g、EDTAO. 2g、缓蚀剂65g,水1000g。然后采用清模胶对模具 表面进行清洗,使模具表面粗糙度为RaO. 6。
[0029] (2)使用蘸有乙醇的清洁棉布将2024-T6铝合金板坯(厚度1. 5mm)表面擦拭干 净,目视棉布上的无油,用细砂毡蘸去离子水和粒度为20μπι的刚玉砂手工抛光铝合金板 坯(厚度1. 5mm)表面,使用去离子水清洗零件表面待刷涂部位5min,用无油无水的压缩空 气将铝合金板坯(厚度1. 5_)表面吹干。
[0030] (3)将柔性隔热垫放置于下模具上方,隔热垫厚度为2mm,将2024-T6铝合金板坯 (厚度1. 5_)放置于柔性隔热垫上方并固定。
[0031] (4)选取长度为7-10mm、直径为4~8mm的圆棒状干冰,将干冰加入到干冰清洗机 的冰斗里,将干冰清洗机的枪嘴垂直于上模具的待清洗面,枪嘴距离待清洗面20mm,对待清 洗面喷射干冰进行清洗,出冰量为2. 5kg/min,喷射压力为lObar,清洗速度为0. 25s/cm2, lmin后上模具表面温度达到-18°C。
[0032] (5)立即采用(与步骤4间隔20s)感应加热的方式以50°C/s的加热速度将 2024
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