[发明专利]一种7475-T761铝合金薄板表面电磁强化方法

说明书

技术领域

本发明是一种7475-T761铝合金薄板表面电磁强化方法，属于铝合金表面强化技术。

背景技术

7475-T761铝合金薄板不仅强度高，还具有优良的断裂韧性、抗应力腐蚀性能和抗疲劳性能，适合制蒙皮、长桁等主承力的结构件,具有广阔的应用潜力。随着技术的进一步发展，对新一代飞机主承力结构的使用寿命提出了更高要求，主要采用喷丸强化工艺对结构件进行强化，但现有的强化工艺对材料表面完整性有一定程度的破坏，抗疲劳性能有一定损伤。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术的不足而设计提供了一种7475-T761铝合金薄板表面电磁强化方法，其目的是使7475-T761铝合金薄板零部件在电磁强化后，大幅度提高其疲劳性能，以满足飞机制造业的要求。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种7475-T761铝合金薄板表面电磁强化方法，其特征在于：该方法的步骤是：

⑴薄板的装卡

将厚度为6mm以下的7475-T761铝合金薄板(1)的待强化表面向下面向钉模(3)，在铝合金薄板(1)和钉模(3)之间用厚度2mm的橡胶垫(2)隔离，将电磁强化装置的电磁线圈(5)放置在铝合金薄板(1)的上表面上，并通过螺栓(4)将电磁线圈(5)、铝合金薄板(1)、橡胶垫(2)、钉模(3)压紧固定在一起；

⑵电磁强化

通过电磁强化装置对铝合金薄板(1)施加电磁脉冲进行强化处理。

电磁强化装置中的电容为2400μf，电压为1～2KV。

本发明的技术方案是基于电磁脉冲成形及喷丸原理，将电磁脉冲成形原理和喷丸强化原理结合起来，针对7475-T761铝合金蒙皮类零件的的使用要求，开展该合金薄板的电磁强化工艺研究，利用电磁场脉冲作用在零部件表面，使7475铝合金薄板冲击钉模，在薄板的表面层产生宏观残余压应力，使微观组织结构发生变化，从而大幅度提高了合金的疲劳寿命，使其使用寿命满足飞机的设计要求。同时，还将为我国研制中的大型客机的用材奠定良好的基础，因此对该7475薄板制品电磁强化工艺的研究具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明技术方案的强化处理装置的结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

参见附图1所示，该种7475-T761铝合金薄板表面电磁强化方法，所述7475-T761铝合金为人工强制过时效处处理铝合金，其化学成分及重量百分比为Zn5.7%，Mg2.2%，Cu1.6%，Cr0.22%，余量为Al，该方法的步骤是：

⑴薄板的装卡

将厚度为6mm的7475-T761铝合金薄板1的待强化表面向下面向钉模3，在铝合金薄板1和钉模3之间用厚度2mm的橡胶垫2隔离，将电磁强化装置的电磁线圈5放置在铝合金薄板1的上表面上，并通过螺栓4将电磁线圈5、铝合金薄板1、橡胶垫2、钉模3压紧固定在一起；

所述钉模3是由装配在模具底部上均匀分布的圆头螺栓组成的多点支撑结构。的圆头螺栓尺寸为φ6mm，各个圆头螺栓之间的间隙为3mm；

⑵电磁强化

通过电磁强化装置对铝合金薄板(1)施加电磁脉冲进行强化处理，电磁强化装置中的脉冲动力源7与电磁线圈5之间有导线连接，导线上有控制开关8，电路控制装置6与脉冲动力源7相连，用于控制脉冲动力源7充电电压参数，见表1所示，处理过程中，断开控制开关8通过电路控制装置6对脉冲动力源7进行充电，充电结束后，闭合控制开关8，脉冲动力源7与电磁线圈5接通，进行放电操作，对铝合金薄板17施加电磁脉冲。

表1电磁强化疲劳性能改善效果对比

表1中包括未电磁强化状态下制件的疲劳寿命。试验结果说明，采用本专利所涉及的电磁强化工艺参数强化后，7475-T761铝合金薄板的疲劳寿命最高提高了2.63倍。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点是：

1、提高了7475-T761铝合金薄板零部件的疲劳性能；经本发明处理的7475-T761铝合金薄板疲劳寿命比未实施电磁强化处理制件的疲劳寿命提高了2～2.63倍。电磁强化后疲劳性能提高的原因在于，在零部件表面强化层内造成很高的宏观残余压应力和微观组织结构的变化。在以

上两种强化机制综合作用下，提高了制件强化层内的疲劳抗力，从而大幅度提高了7475-T761铝合金薄板零部件的疲劳性能。

2、电磁强化提高了7475-T761铝合金薄板零部件的强化均匀性，而且电磁场脉冲不会破坏薄板表面质量，同时橡胶垫降低了薄板冲击钉模产生压痕的可能性，使得薄板制件表面完整性非常好，使制件疲劳性能明显提高；同时操作工艺简便，利于生产控制。