[发明专利]一种大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装及方法

权利要求书

1.一种大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，包括圆台底座(1)、N层中间支撑环(2)、顶部支撑环(3)、中心支撑杆(4)和限位顶块(5)；

所述圆台底座(1)为带加强筋的环状凸台结构，分为上下两段，上段为内径3100～3150mm、外径3290～3310mm、高度60～100mm的圆环，下段为内径3100～3150mm、外径3500～3550mm、高度50～80mm的圆环；加强筋分布于圆台底座中间区域；

所述N层中间支撑环(2)均为中间带加强筋的圆环结构，外表面根据壳体内壁轮廓设置为斜面，N组中间支撑环(2)为水平放置，其中一层中间支撑环(2)的底面距离圆台底座(1)下段部分上端面的距离为400～450mm；加强筋分布于圆台底座中间区域；

所述顶部支撑环(3)为中间带加强筋的圆环结构，圆环上表面与壳体顶部区域的内型面相匹配；顶部支撑圆环水平放置，底面距离圆台底座(1)下段部分上端面的距离为800～850mm；加强筋分布于圆台底座中间区域；圆台底座(1)、中间支撑环(2)和顶部支撑环(3)在中心处通过中心支撑杆连接，中心支撑杆(4)与圆台底座(1)、中间支撑环(2)和顶部支撑环(3)上的加强筋通过焊接方式实现固定连接；

所述圆台底座(1)的下段上平台沿周向均布有多个限位顶块(5)，为带弧度的块体结构，内径3340～3390mm，周向宽度150～200mm，高度60～80mm，径向厚度60～80mm；限位顶块的内弧面与圆台底座(1)的上段外轮廓的间隙为25～40mm，安装旋压壳体后与壳体外壁的间隙为5～10mm。

2.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述圆台底座(1)的上段外侧设置拔模角度1～3°。

3.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述圆台底座(1)的加强筋为空心管结构，宽度或直径为80～100mm，壁厚5～10mm，并呈辐射状分布于圆台底座中间。

4.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述N层中间支撑环(2)的加强筋为空心管结构，宽度或直径为60～80mm，壁厚4～8mm，并呈辐射状分布于中间支撑环(2)中间。

5.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述N层中间支撑环(2)中相邻加强筋之间连接有水平支撑杆，水平支撑杆为空心管结构，宽度或直径为80～120mm，长度300～500mm，与加强筋通过焊接方式实现固定连接。

6.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述中间支撑环(2)仅为一组。

7.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述顶部支撑环(3)的加强筋为空心管结构，宽度或直径为40～50mm，壁厚3～6mm，并呈辐射状分布于顶部支撑环(3)中间。

8.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述限位顶块(5)的径向方向开设至少一个径向贯通孔(51)，圆周方向开设至少一个周向贯通孔(52)，旋压壳体开口端加工直线段，直线段上均布通孔I，通过贯穿径向贯通孔(51)和直线段上通孔I的杆状连接件将圆台底座(1)与旋压壳体连接；圆台底座(1)下段周向加工通孔II，限位顶块(5)通过穿过周向贯通孔(52)与圆台底座上通孔II的杆状连接件固定在圆台底座上。

9.根据权利要求1所述的大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制工装，其特征在于，所述热处理变形控制工装采用钢结构材料。

10.一种大规格2195铝锂合金旋压壳体热处理变形控制方法，其特征在于，热处理过程中采用权利要求1至9之一所述的热处理变形控制工装，该热处理变形控制方法包括如下步骤：

步骤1，对2195铝锂合金旋压壳体结构进行设计和制备，旋压壳体顶部开设中心孔，口部加工直线段，顶部中心孔的直径为200～400mm，口部直线段长度100～150mm，直线段上均布若干个通孔I；

步骤2，将壳体口部朝下放置，与热处理变形控制工装装配；扭转杆状连接件依次穿过限位顶块的径向贯通孔和旋压壳体口部直线段上的通孔I，直至杆状连接件完全与圆台底座的上段贴合；

步骤3，对步骤2中安装固定在热处理变形控制工装上的2195铝锂合金旋压壳体进行T6热处理，所述T6热处理包括三个工步：固溶处理、淬火处理和人工时效处理；

固溶处理：将固定在热处理变形控制工装上的大规格2195铝锂合金旋压壳体放入热处理炉中，随炉升温至505～520℃，到温后保温90～120min；

淬火处理：将固定在热处理变形控制工装上的大规格2195铝锂合金旋压壳体放入冷却水槽中淬火，冷却水的温度40～70℃，淬火转移时间15～60s；

人工时效处理，将完成淬火处理的2195铝锂合金旋压壳体连同热处理变形控制工装放入热处理炉中，随炉升温至150～160℃，到温后保温18～24h，保温结束后出炉进行空冷；2195铝锂合金旋压壳体从淬火后到开始时效处理的时间间隔＜4h。