[发明专利]一种提升硬铝合金钣金零件综合力学性能的制备方法

说明书

一种提升硬铝合金钣金零件综合力学性能的制备方法，在常温下成形钣金零件半成品，该半成品含有大于钣金零件理论轮廓的补充面及法兰边，并对半成品表面冷加工强化；将冷加工强化后的半成品加热，然后采用匹配的凸模与凹模合模对热状态下半成品进行厚向挤压；将挤压后的半成品先进行加热固溶，再进行淬火冷却；将冷却后的半成品按照钣金零件理论轮廓切割得到钣金零件成品；将钣金零件成品进行热软整形即可。

技术领域

本申请涉及飞机制造领域的一种钣金制造技术，具体是一种适用于提升硬铝合金钣金零件综合力学性能的制备方法。

背景技术

硬铝合金是航空飞行器钣金零件使用最广泛的材料，如国产牌号2A12、国外牌号2024等硬铝合金具备重量轻、强度高、抗疲劳性能，塑性加工工艺性优良，热处理强化效果显著等优点。高强度、高塑性硬铝合金钣金零件将极大减轻飞机重量，降低油耗，延长服役寿命；因此硬铝合金钣金零件综合力学性能提升对飞机使用经济、安全技术指标十分重要。

公知，目前国、内对铝合金钣金零件材料常规制备方法主要有冷作硬化、喷丸强化、退火细化组织、淬火相变强化等。上述制备方法均存在强度与塑性指标提升相互矛盾问题，因此只能单方提高材料强度或塑性指标。尤其硬铝钣金零件，通常采用形变后直接加热到约500℃淬火快冷提高强度指标。主要缺陷如下：1)500℃高温停留时间长材料组织容易过烧或形成粗晶组织；2)硬铝合金主强化相Al2CuMg析出的敏感温度区间为300～400℃，过快冷却速度既不利于主强化相Al2CuMg的充分产生，又导致薄壁钣金零件产生变形甚至开裂；因此现有制备技术存在强度与塑性指标未完全发挥，或强度与塑性指标提升相互矛盾缺陷。

发明内容

为了充分提升硬铝合金钣金零件最终使用状态综合力学性能，克服现有制备技术组织过烧、粗晶、强化相析出不充分等缺陷，本申请的目的在于提供一种提升硬铝合金钣金零件综合力学性能的制备方法。通过充分利用形变、相变、细晶强韧化相结合，实现钣金零件使用状态强度及塑性指标双提升，显著提升综合力学性能指标。

一种提升硬铝合金钣金零件综合力学性能的制备方法，其特征在于包含以下内容：1)在常温下成形钣金零件半成品，该半成品含有大于钣金零件理论轮廓的补充面及法兰边，并对半成品表面冷加工强化；2)将冷加工强化后的半成品加热，然后采用匹配的凸模与凹模合模对热状态下半成品进行厚向挤压；3)将挤压后的半成品先进行加热固溶，再进行淬火冷却；4)将冷却后的半成品按照钣金零件理论轮廓切割得到钣金零件成品；5)将钣金零件成品进行热软整形即可。

进一步地，在步骤1)中，采用金属弹丸喷丸工艺对半成品表面进行冷加工强化。

进一步地，在步骤2)中，将半成品加热到400±10℃热状态下进行厚向挤压。

进一步地，在步骤2)中，在半成品加热前，对半成品外表面涂覆变厚度耐火漆，耐火漆的厚度从半成品的补充面向内涂漆厚度渐变减薄，在半成品冷却后再将半成品外表面涂覆的变厚度耐火漆清除。

进一步地，在步骤3)中，对半成品进行加热固溶时，先将半成品在350±10℃环境下预热，然后再在494±5℃盐炉内保温。

进一步地，在步骤3)中，对半成品进行淬火冷却时，先将半成品从494±5℃盐炉环境温度下转移到200±10℃盐炉内环境温度下预降温，再将预降温后的半成品转移到室温水中冷却。

进一步地，在步骤5)中，在对钣金零件成品热软整形前，对钣金零件成品外表面涂覆等厚度耐火漆，然后再将钣金零件成品置于凸模与凹模之间，将钣金零件成品与凸模和凹模一起加温到220±10℃热软整形。

本申请有益效果是：

1)本申请通过变形储能，使材料组织处于高能状态，利于热状态挤压前较低温度发生再结晶，加快组织再结晶形核率，利于晶粒组织细化；