CN112877621B - 调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 - Google Patents
调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112877621B CN112877621B CN202110046231.6A CN202110046231A CN112877621B CN 112877621 B CN112877621 B CN 112877621B CN 202110046231 A CN202110046231 A CN 202110046231A CN 112877621 B CN112877621 B CN 112877621B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bulging
- aluminum alloy
- cold
- alloy ring
- ring piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 187
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000035882 stress Effects 0.000 claims abstract description 54
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract description 12
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 50
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 7
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供了一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，属于环形件残余应力调控技术领域。本发明通过在铝合金环件传统固溶时效热处理中固溶过程后引入冷胀形工艺，可大幅降低残余应力，降低幅度可达70％以上，同时改善铝合金环件残余应力分布均匀性，并改善铝合金环件力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及环形件残余应力调控技术领域，尤其涉及调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法。
背景技术
变形铝合金可分为可热处理强化型铝合金和不可热处理强化型铝合金，可热处理强化型铝合金通过热处理可大大提高材料的力学性能，然而传统固溶时效热处理过程中，固溶处理的水冷过程会导致铝合金工件表面冷却速度较快，而心部冷却速度相对较慢，造成大的热梯度，产生不均匀塑性变形，进而造成较大残余应力。
目前，调控铝合金工件残余应力的方法主要从两个方面进行，一方面是直接降低固溶处理过程中因水冷产生的残余应力，如专利申请CN107641779A(用于CNC加工的7系铝合金改善残余应力的热处理工艺)中公开了一种使用PAG类聚合物水溶液的淬火方式，可降低工件表面冷却速度，使淬火均匀，改善残余应力。但这类方法通常对残余应力的改善作用有限，同时一定程度上会降低工件的性能。另一方面是采用一定的手段消除铝合金工件的残余应力，主要有预变形法、振动时效法、多级时效法等。其中振动时效法与多级时效法不可避免的存在耗时长、能量消耗大、成本高等问题，而预变形法对工件的形状、尺寸有一定的要求，如预拉伸法仅能用于形状简单的板材或型材，应用范围受到一定限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，本发明提供的方法可大幅降低残余应力，改善残余应力分布均匀性，同时能够改善铝合金环件的力学性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，包括以下步骤：
(1)对铝合金环件的内径进行粗车，得到粗车后铝合金环件；
(2)将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件；
(3)利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：
A＝π(1+w)D0H 式I；
AZ＝πDZH 式II；
其中，A为冷胀形后铝合金环件的内环面面积，AZ为胀形机与冷胀形后铝合金环件内环面接触面积，M为冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值，D0为固溶处理后铝合金环件的内径，DZ为胀形机的外径，H为冷胀形后铝合金环件的高度，N为胀形机的模瓣数，w为总胀形量；
当M≤0.5％时，冷胀形的次数n＝1；
当0.5％<M≤1％时，冷胀形的次数n＝2；
当M>1％时，冷胀形的次数n＝3；
(4)将所述冷胀形后铝合金环件进行人工时效处理。
优选地，所述冷胀形在15～35℃条件下进行；进行所述冷胀形时，胀形速度为1mm/s，总胀形量为1～3％。
优选地，所述胀形机的技术参数至少满足以下条件：胀形机的公称力大于固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；胀形机的单边径向外胀最大行程大于固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程；固溶处理后铝合金环件的尺寸和冷胀形后铝合金环件的尺寸在胀形机可胀形环件尺寸的范围内。
优选地，所述固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力根据式IV～式V计算得到：
F＝λSσS 式IV；
S＝(DW-D0)H 式V；
其中，F为固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；λ为胀形力系数，λ＝1.2～1.5；σS为固溶处理后铝合金环件屈服应力；S为固溶处理后铝合金环件的纵截面积；DW为固溶处理后铝合金环件的外径。
优选地，所述固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程根据式VI计算得到：
其中，L为固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程。
优选地，所述冷胀形在固溶处理结束后4h内进行。
优选地，所述人工时效处理在冷胀形结束后8h内进行。
优选地，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形后，将铝合金环件旋转一定角度，然后再进行下一次冷胀形，旋转角度根据式VII计算得到：
α＝360/2N 式VII；
其中，α为每次胀形后旋转角度。
优选地，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形的胀形量相同。
本发明提供了一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法。本发明通过在铝合金环件传统固溶时效热处理中固溶过程后引入冷胀形工艺，可大幅降低残余应力，降低幅度可达70％以上，同时改善铝合金环件残余应力分布均匀性，并改善铝合金环件力学性能。具体的，本发明的冷胀形过程中，使铝合金环件在周向拉应力状态下进行塑性变形，冷胀形过程为整体加载，铝合金环件受力均匀，在降低铝合金环件残余应力的同时可改善铝合金环件残余应力分布均匀性，提高铝合金环件的力学性能。相比于传统的预变形法，本发明提供的方法适合于各种尺寸的铝合金环形工件，且在调控残余应力、改善铝合金环件性能的同时，可对铝合金环件圆度和尺寸进行精确控制，提高材料利用率；相比于振动时效法以及多级时效法，本发明提供的方法具有操作简单可行、不额外增加较大成本的优点。
附图说明
图1为实施例1中胀形3％铝合金环件的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，包括以下步骤：
(1)对铝合金环件的内径进行粗车，得到粗车后铝合金环件；
(2)将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件；
(3)利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：
A＝π(1+w)D0H 式I；
AZ＝πDZH 式II；
其中，A为冷胀形后铝合金环件的内环面面积，AZ为胀形机与冷胀形后铝合金环件内环面接触面积，M为冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值，D0为固溶处理后铝合金环件的内径，DZ为胀形机的外径，H为冷胀形后铝合金环件的高度，N为胀形机的模瓣数，w为总胀形量；
当M≤0.5％时，冷胀形的次数n＝1；
当0.5％<M≤1％时，冷胀形的次数为n＝2；
当M>1％时，冷胀形的次数为n＝3
(4)将所述冷胀形后铝合金环件进行人工时效处理。
本发明对铝合金环件的内径进行粗车，得到粗车后铝合金环件。本发明对所述铝合金环件的具体尺寸以及铝合金牌号没有特殊限定，本领域技术人员熟知的铝合金环件均可。在本发明的实施例中，具体以2219铝合金环件为例进行处理，尺寸为
(外径×内径×高度，单位为mm)。在本发明中，所述粗车的目的在于精确控制铝合金环件的内径，进而有利于精确控制胀形量。在本发明的实施例中，通过粗车将铝合金环件的内径加工至
得到粗车后铝合金环件后，本发明将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件。本发明优选根据铝合金牌号选择固溶处理的操作条件，具体可以根据《YS/T 591-2006变形铝及铝合金热处理》中要求选择固溶处理的操作条件；在本发明的实施例中，针对2219铝合金环件，所述固溶处理的的操作条件包括：固溶温度为535±3℃，固溶时间为150min；淬火采用水冷，水冷时的水温为40℃；所述淬火在固溶结束后45s内进行。
得到固溶处理后铝合金环件后，本发明利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；
所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：
A＝π(1+w)D0H 式I；
AZ＝πDZH 式II；
其中，A为冷胀形后铝合金环件的内环面面积，AZ为胀形机与冷胀形后铝合金环件内环面接触面积，M为冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值，D0为固溶处理后铝合金环件的内径，DZ为胀形机的外径，H为冷胀形后铝合金环件的高度，N为胀形机的模瓣数，w为总胀形量；
当M≤0.5％时，冷胀形的次数n＝1；
当0.5％<M≤1％时，冷胀形的次数n＝2；
当M>1％时，冷胀形的次数n＝3。
在本发明中，合理的选择胀形机与胀形次数，可在降低环件残余应力的同时，改善其残余应力均匀性，当所选胀形机模瓣数过小、胀形量过大导致M值(冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值)增大，同时不增加冷胀形次数时，不但不会起到改善铝合金环件应力均匀性的作用，还会恶化铝合金环件应力分布均匀性。
本发明利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，所述胀形机的技术参数优选至少满足以下条件：胀形机的公称力大于固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；胀形机的单边径向外胀最大行程大于固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程；固溶处理后铝合金环件的尺寸和冷胀形后铝合金环件的尺寸在胀形机可胀形环件尺寸的范围内。
在本发明中，所述固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力优选根据式IV～式V计算得到：
F＝λSσS 式IV；
S＝(DW-D0)H 式V；
其中，F为固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；λ为胀形力系数，λ＝1.2～1.5；σS为固溶处理后铝合金环件屈服应力；S为固溶处理后铝合金环件的纵截面积；DW为固溶处理后铝合金环件的外径。
本发明优选根据式IV～式V计算得到固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力，进而在此基础上确定胀形机的技术参数，避免胀形力超过胀形机载荷。
在本发明中，所述固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程优选根据式VI计算得到：
其中，L为固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程。
本发明优选根据式VI计算得到固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程，进而在此基础上确定胀形机的技术参数，避免胀形机无法达到所需胀形要求。
在本发明的实施例中，具体采用xxx型号300T胀形机，模瓣数N＝12，外径DZ＝400mm，公称力为3000kN，单边径向外胀最大行程为40mm，可胀形环件内径范围为280～900mm。
本发明利用胀形机对所述淬火后铝合金环件进行冷胀形，冷胀形过程中，使铝合金环件周向在拉应力状态下进行塑性变形，冷胀形过程为整体加载，铝合金环件受力均匀，在降低铝合金环件残余应力(其降低幅度可达70％)的同时可改善铝合金环件残余应力分布均匀性，提高铝合金环件的力学性能。
在本发明中，所述冷胀形优选在15～35℃条件下进行，更优选为20～30℃，具体可以在室温条件下进行所述冷胀形，即不需要额外的加热或降温。
在本发明中，进行所述冷胀形时，总胀形量优选为1～3％，针对2219铝合金环件，所述总胀形量优选为3％。在本发明中，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形的胀形量优选相同；具体的，以总胀形量为3％为例，当冷胀形的次数为2次时，每次冷胀形的胀形量优选为1.5％；当冷胀形的次数为3次时，每次冷胀形的胀形量优选为1％。本发明优选将总胀形量限定为1～3％，有利于调控铝合金环件残余应力，当胀形量过小，残余应力改善不明显，胀形量过大，则会导致残余应力均匀性变差，力学性能下降。本发明通过式I～式III确定合适的冷胀形次数，可提高铝合金环件胀形均匀性，改善铝合金环件残余应力分布均匀性，进而改善其力学性能。
本发明中，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形后，优选将铝合金环件旋转一定角度，然后再进行下一次冷胀形，旋转角度优选根据式VII计算得到：
α＝360/2N 式VII；
其中，α为每次胀形后旋转角度。
在本发明中，进行所述冷胀形时，胀形速度优选为1mm/s。本发明将胀形速度限定为1mm/s，有利于保证冷胀形过程较为均匀，进而有利于改善残余应力分布均匀性。
在本发明中，所述冷胀形优选在固溶处理结束后4h内进行，更优选在固溶处理结束后立即进行冷胀形。在本发明中，若淬火结束后超过4h再进行冷胀形，铝合金环件在室温条件下放置时间较长，会进行自然时效，影响后续人工时效处理效果。
得到冷胀形后铝合金环件后，本发明将所述冷胀形后铝合金环件进行人工时效处理。在本发明中，所述人工时效处理优选在冷胀形结束后8h内进行，更优选在冷胀形结束后立即进行人工时效处理。在本发明中，若冷胀形结束后超过8h再进行人工时效处理，会使铝合金环件在室温条件下进行自然时效，影响铝合金环件人工时效处理后力学性能。本发明优选根据铝合金牌号选择人工时效处理的操作条件，具体可以根据《YS/T 591-2006变形铝及铝合金热处理》中要求选择人工时效处理的操作条件；在本发明的实施例中，针对2219铝合金环件，所述人工时效处理的温度为175±3℃，时间为18h。
下面将结合本发明中的实施例与对比例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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
本实施例中对2219铝合金环件进行处理，包括以下步骤：
(1)2219铝合金环件的初始尺寸为外径517mm、内径420mm、高度22mm，对所述2219铝合金环件的内径进行粗车，以精确控制铝合金环件的内径，得到粗车后铝合金环件，尺寸为外径517mm、内径430mm、高度22mm；
(2)将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件；其中，固溶温度为535±3℃，固溶时间为150min；淬火采用水冷，水冷时的水温为40℃，固溶后从炉中取出至放入水中的时间控制在45s内；
(3)将所述固溶处理后铝合金环件立即采用胀形机进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；
其中，所述冷胀形在室温(25℃)条件下进行，胀形速度为1mm/s，总胀形量w＝3％；
所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：
A＝π(1+w)D0H 式I；
AZ＝πDZH 式II；
具体的，π＝3.14，w＝3％，D0＝430mm，H＝22mm，DZ＝400mm，N＝12，根据式I～式III可计算得到，M＝0.81％，在此基础上确定冷胀形的次数为2次；
所述固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力根据式IV～式V计算得到：
F＝λSσS 式IV；
S＝(DW-D0)H 式V；
具体的，λ＝1.3，DW＝517mm，D0＝430mm，H＝22mm，σS＝300MPa，根据式IV～式V可计算得到，F＝746.5kN；
根据式VI计算得到固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程：
具体的，w＝3％，D0＝430mm，DZ＝400mm，n＝2，根据式VI可计算得到，L＝10.725mm；
每次冷胀形后需将铝合金环件旋转一定角度，旋转角度根据式VII计算得到：
α＝360/2N 式VII；
具体的，N＝12，根据式VII可计算得到，α＝15°。
根据上述结果，确定进行冷胀形采用的胀形机为xxx型号300T胀形机，技术参数包括：DZ＝400mm，N＝12，公称力为3000kN，单边径向外胀最大行程为40mm，可胀形环件内径范围为280～900mm。
冷胀形的操作条件包括：所述冷胀形在室温(25℃)条件下进行，胀形速度为1mm/s，总胀形量w＝3％，冷胀形的次数n＝2，每次胀形量为1.5％，第1次冷胀形结束后铝合金环件沿轴向旋转15°，之后再进行第2次冷胀形；
(4)将所述冷胀形后铝合金环件立即进行人工时效处理，人工时效处理温度为175±3℃，时间为18h，空冷，得到目标铝合金环件，记为胀形3％铝合金环件。
实施例2
按照实施例1的方法对2219铝合金环件进行处理，不同之处仅在于，冷胀形步骤中总胀形量为1％，得到的铝合金环件记为胀形1％铝合金环件。
对比例1
按照实施例1的方法对2219铝合金环件进行处理，不同之处仅在于省略掉冷胀形步骤，得到的铝合金环件记为未胀形铝合金环件。
将实施例1中胀形3％铝合金环件、实施例2中胀形1％铝合金环件和对比例1中未胀形铝合金环件分别进行残余应力测试，具体是采用Φ2mm盲孔法测试，其中每一个环件测试24个点，分别为上端面、下端面和内环面各8个点。对所得铝合金环件残余应力数据进行分析处理，通过其不同端面残余应力均值来评价其残余应力数值水平，通过极差以及标准差来评价残余应力均匀性，结果如表1～3所示。由表1可知，采用本发明提供的方法可以有效降低铝合金环件淬火残余应力，降低幅度可达70％左右；同时由表2和3可知，采用本发明提供的方法可以有效降低铝合金环件上下端面残余应力数值极差与标准差，改善残余应力分布均匀性，起到调控残余应力作用。
表1实施例1～2和对比例1中处理后所得铝合金环件的残余应力均值结果
表2实施例1～2和对比例1中处理后所得铝合金环件的残余应力极差
表3实施例1～2和对比例1中处理后所得铝合金环件的残余应力标准差
将实施例1中胀形3％铝合金环件、实施例2中胀形1％铝合金环件和对比例1中未胀形铝合金环件分别沿环件周向取拉伸试样于电子万能材料试验机上进行拉伸实验，处理拉伸实验结果可得环件力学性能数据，如表4所示。由表4可知，1％、3％胀形量下环件屈服强度、抗拉强度及延伸率均高于未胀形环件。
表4实施例1～2和对比例1中处理后所得铝合金环件的力学性能结果
| 胀形量 | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa | 延伸率/％ |
| 0 | 345.50 | 461.28 | 11.716 |
| 1％ | 351.15 | 465.70 | 13.094 |
| 3％ | 353.98 | 465.52 | 12.252 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对铝合金环件的内径进行粗车，得到粗车后铝合金环件；
(2)将所述粗车后铝合金环件进行固溶处理，得到固溶处理后铝合金环件；
(3)利用胀形机对所述固溶处理后铝合金环件进行冷胀形，得到冷胀形后铝合金环件；所述冷胀形的次数根据式I～式III所示公式确定：
A＝π(1+w)D0H 式I；
AZ＝πDZH 式II；
其中，A为冷胀形后铝合金环件的内环面面积，AZ为胀形机与冷胀形后铝合金环件内环面接触面积，M为冷胀形后胀形机两模瓣间隙面积与冷胀形后铝合金环件内环面面积的比值，D0为固溶处理后铝合金环件的内径，DZ为胀形机的外径，H为冷胀形后铝合金环件的高度，N为胀形机的模瓣数，w为总胀形量；
当M≤0.5％时，冷胀形的次数n＝1；
当0.5％<M≤1％时，冷胀形的次数n＝2；
当M>1％时，冷胀形的次数n＝3；
所述冷胀形在15～35℃条件下进行；进行所述冷胀形时，胀形速度为1mm/s，总胀形量为1～3％；
(4)将所述冷胀形后铝合金环件进行人工时效处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胀形机的技术参数至少满足以下条件：胀形机的公称力大于固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；胀形机的单边径向外胀最大行程大于固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程；固溶处理后铝合金环件的尺寸和冷胀形后铝合金环件的尺寸在胀形机可胀形环件尺寸的范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力根据式IV～式V计算得到：
F＝λSσS 式IV；
S＝(DW-D0)H 式V；
其中，F为固溶处理后铝合金环件冷胀形过程中所需胀形力；λ为胀形力系数，λ＝1.2～1.5；σS为固溶处理后铝合金环件屈服应力；S为固溶处理后铝合金环件的纵截面积；DW为固溶处理后铝合金环件的外径。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程根据式VI计算得到：
其中，L为固溶处理后铝合金环件每次冷胀形过程中的单边径向外胀行程。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷胀形在固溶处理结束后4h内进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述人工时效处理在冷胀形结束后8h内进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形后，将铝合金环件旋转一定角度，然后再进行下一次冷胀形，旋转角度根据式VII计算得到：
α＝360/2N 式VII；
其中，α为每次胀形后旋转角度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述冷胀形的次数n>1时，每次冷胀形的胀形量相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110046231.6A CN112877621B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110046231.6A CN112877621B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112877621A CN112877621A (zh) | 2021-06-01 |
| CN112877621B true CN112877621B (zh) | 2022-03-04 |
Family
ID=76045967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110046231.6A Active CN112877621B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112877621B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114260363A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-01 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种大型异形截面环锻件冷胀形方法 |
| CN115069902A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-20 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种降低大型7050铝合金环形锻件淬火残余应力的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4364159A (en) * | 1980-07-14 | 1982-12-21 | Trw Inc. | Method for manufacturing a forged piston with reinforced ring groove |
| JP2000080431A (ja) * | 1998-09-02 | 2000-03-21 | Kobe Steel Ltd | プレス成形性に優れるＡｌ―Ｍｇ系合金板 |
| CN102489590B (zh) * | 2011-11-24 | 2014-04-02 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 铝合金矩形环轧件的冷胀形方法 |
| CN102489593B (zh) * | 2011-11-24 | 2014-04-02 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 铝合金闪光焊环件的热胀形方法 |
| CN105537363A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-04 | 南京航空航天大学 | 一种铝合金空心件温胀形成形装置及方法 |
| CN106270142A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种铝合金冲孔冷涨形方法 |
| CN106367699B (zh) * | 2016-08-31 | 2018-05-29 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种铝合金冷环轧消除应力方法 |
| CN106623704A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 低应力2a70铝合金环件制造方法 |
| CN108672591A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-10-19 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | 防锈铝合金锥形环轧件的热胀形方法 |
| CN111589869B (zh) * | 2020-01-09 | 2023-08-18 | 安徽汉正轴承科技有限公司 | 一种2219铝合金管的高强韧二辊斜轧穿孔方法 |
| CN111763895B (zh) * | 2020-05-07 | 2021-11-16 | 山东南山铝业股份有限公司 | 一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法 |
-
2021
- 2021-01-14 CN CN202110046231.6A patent/CN112877621B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112877621A (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112877621B (zh) | 调控铝合金环件残余应力及改善力学性能的冷胀形方法 | |
| CN111386354B (zh) | 由铍铜合金形成的金属环 | |
| CN112338119B (zh) | 一种近α型高温钛合金大规格棒材锻造方法 | |
| CN110614338B (zh) | Gh4169合金钢圆棒的锻造方法 | |
| CN111438318B (zh) | 一种薄壁高强度钛合金管材及其制备方法 | |
| CN102925657A (zh) | 一种中碳合金钢轴承环件轧制形变淬火复合强化方法 | |
| CN106086733A (zh) | 汽车铝合金底盘类零件锻造工艺 | |
| WO2015188544A1 (zh) | Al-Mg合金轮毂的制造方法 | |
| CN117245045A (zh) | 一种大规格Ti80钛合金锻坯的锻造方法 | |
| CN113591341A (zh) | 一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法 | |
| CN107866660A (zh) | 一种模具钢材加工工艺 | |
| CN112719172A (zh) | 一种gh80a合金环形件锻造方法 | |
| CN1257029C (zh) | 汽车花键轴的亚热控制精锻工艺 | |
| US6565683B1 (en) | Method for processing billets from multiphase alloys and the article | |
| CN114101557B (zh) | 一种铝合金转向节的锻造方法 | |
| CN115927931B (zh) | 一种低残余应力异形铝合金环锻件制备方法 | |
| CN112048644A (zh) | 一种空调压缩机泵体专用铝合金材料及生产工艺方法 | |
| CN106521380A (zh) | 一种大规格高强铝合金锻件的高温淬火新工艺及应用 | |
| Yanhui et al. | Microstructure homogeneity evaluation for TC11 blisk forging using loss function based on Taguchi method | |
| CN116219331A (zh) | 高强度高韧性6系铝合金的连续挤压成型工艺 | |
| CN115921740A (zh) | 提高棒材组织均匀性的方法及提高锻件组织均匀性的方法 | |
| CN104745941B (zh) | 一种用于高强度锻造的模具材料 | |
| GB2025818A (en) | Method of Producing Rings from Aluminium-based Alloys | |
| CN114525395A (zh) | 一种风电空心主轴锻后热处理工艺 | |
| CN113083937A (zh) | 一种冷碾扩轴承用轴承钢管生产工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |