用于制造无表面变色的阳极处理的铝合金部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造无表面变色的阳极处理的铝合金部件的方法。用于制造部件的方法包括以下步骤：提供铝原料，其中所述铝原料处于退火状态下；冷作加工所述铝原料，以获得冷作加工的铝材料；以及由所述冷作加工的铝材料形成所述部件。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及铝合金，并且更特别地涉及由铝合金形成部件，甚至更特别地涉及用于降低(如果不消除)由铝合金片和铝合金板形成的部件的表面变色的工艺。
技术介绍
飞行器发动机通常与机身隔开，因此被容纳在机舱中。典型的机舱被构造为具有通常被称为前整流罩的前部的空气动力学壳体，该前部限定了进入机舱的入口。通常被称为唇边蒙皮(lipskin)的环状结构通常连接到机舱的前整流罩。飞行器唇边蒙皮通常由铝合金制造。铝合金原料通常从铝供应商以板的形式且处于退火后的状态中被接收。然后，铝合金板被切割成具有期望轮廓的坯料，进而诸如通过在挤压机中模具冲压(die-stamping)坯料或者通过旋转成形(spin-forming)坯料使坯料成形为期望的唇边蒙皮形状。在热处理、最终的尺寸加工(sizing)和时效处理之后，唇边蒙皮的表面通常被加工成期望的表面光洁度，并且唇边蒙皮进行化学处理和阳极处理以产生修整(finished)部件。当诸如2219铝合金的某些铝合金用于形成唇边蒙皮时，在最终的阳极处理部件常常可见变色。例如，变色可以呈现为该部件的表面上可见的变色线。变色本身通常出现在成形(例如，旋转成形)步骤之后，但在阳极处理之后变得严重得多。已试图在阳极处理之前诸如通过施加粗糙的非定向表面加工来掩盖这样的表面变色。例如，已经使用125微英寸的表面粗糙度(Ra)来掩盖这样的变色。然而，这样高的表面粗糙度一般不会满足旨在改进空气动力学性能的严格的表面质量要求。因此，本领域技术人员在铝合金成形领域继续研究和研发工作。
技术实现思路
在一个实施方式中，用于制造部件的所公开的方法可包括以下步骤：(1)提供铝原料，其中所述铝原料处于退火状态下；(2)冷作加工所述铝原料，以获得冷作加工
的铝材料；以及(3)由所述冷作加工的铝材料形成所述部件。在另一实施方式中，用于制造部件的所公开的方法可包括以下步骤：(1)铸造铸锭；(2)给所述铸锭去皮(scalping)，以产生去皮后的铸锭；(3)使所述去皮后的铸锭均质化，以产生均质化的铸锭；(4)给所述均质化的铸锭开坯(breakdown)，以产生板坯；(5)轧制所述板坯，以产生轧制的铝材料；(6)使所述轧制的铝材料退火，以产生铝原料；(7)冷作加工所述铝原料，以获得冷作加工的铝材料；以及(8)由所述冷作加工的铝材料形成所述部件。在又一实施方式中，用于制造部件的所公开的方法可包括以下步骤：(1)铸造铸锭；(2)给所述铸锭去皮，以产生去皮后的铸锭；(3)使所述去皮后的铸锭均质化，以产生均质化的铸锭；(4)给所述均质化的铸锭开坯，以产生板坯；(5)轧制所述板坯，以产生轧制的铝材料；(6)使所述轧制的铝材料退火，以产生铝原料；(7)冷作加工所述铝原料，以获得冷作加工的铝材料；(8)由所述冷作加工的铝材料形成所述部件；(9)对所述部件固溶处理，以获得热处理的部件；(10)对所述热处理的部件最终尺寸加工，以获得尺寸加工部件；(11)检查所述尺寸加工部件；(12)对所述尺寸加工部件进行时效处理，以获得时效处理部件；以及(13)使所述时效处理部件阳极处理。根据以下详细描述、附图及所附权利要求书，在用于制造阳极处理的无表面变色铝合金部件的所公开的方法的其它实施方式将变得明显。附图说明图1是描绘用于制造铝合金部件的公开方法的一个实施方式的流程图；图2是用于图1所示的方法的冷作加工步骤的一个示例的示意图；图3是用于图1所示的方法的冷作加工步骤的另一示例的示意图；图4是飞行器制造和保养方法的流程图；以及图5是飞行器的框图。具体实施方式现已发现，在成形之前通过向铝合金均匀地施加至少最小的冷作加工量，而非在铝合金处于退火(O)状态下的同时使该部件成形，可降低或消除在使由铝合金(诸
如2219铝合金)形成部件时发生的变色。在不限于任何特定的理论的情况下，据信，因由于在退火(O)状态成形期间施加的非均匀加工/能量而形成的局部再结晶，得以发生变色。在成形之前通过向铝合金均匀地施加冷作加工，可能发生晶粒的均匀再结晶。因此，当铝合金稍后经受成形步骤时，整个部件都呈现与再结晶关联的均匀颜色。参照图1，公开的是用于制造铝合金部件的一般标有100的方法的一个实施方式。一般来说，方法100可包括原料制备阶段102、冷作加工阶段104和成形/修整阶段106。如上面指出的，并且在不限于任何特定理论的情况下，在常规的原料制备阶段102和常规的成形/修整阶段106之间引入冷作加工阶段104可大大降低(如果没有完全消除)修整部件的变色。可使用所公开的方法100来制造各个部件。作为一个总体非限制性示例，可使用所公开的方法100来制造航空航天部件。作为一个具体非限制性示例，可使用所公开的方法100来制造飞行器唇边蒙皮。所得到的唇边蒙皮可基本上没有可见的表面变色，而仍可被修整而呈现出基本光滑的表面(例如，40微英寸的表面粗糙度(Ra))，从而满足自然层流(NLF)要求。作为另一总体非限制性示例，可使用所公开的方法100来制造汽车部件。原料制备阶段102可提供可能处于退火(O)状态下的铝原料。例如，铝原料可采取板的形式。铝原料板可被轧制成期望的尺寸，该尺寸可能略厚于成形/修整阶段106期望的尺寸。铝原料可以是铝或铝合金。作为一个总体非限制性示例，铝原料可以是2xxx系列铝合金。作为一个具体非限制性示例，铝原料可以是2219铝合金，其主要由铝和铜构成，但还可包括铁、镁、锰、硅、钛、钒、锌和锆。如图1所示，原料制备阶段102可开始于框110，框110为铸造铸锭的步骤。为了产生具有期望成分的铸锭，可通过组合并加热适量的原铝、废料和中间合金来制备熔融体。作为示例，铸锭可使用直接激冷铸造工艺而形成，其中熔融体被倒入模具中，然后模具在水浴中淬火。还可使用其它铸造技术而不会导致偏离本公开的范围。在凝固之后，铸锭可经历应力消除，如框112所示。应力消除步骤(框112)可包括将铸锭保持在中等温度下以消除铸锭内的内部应力。例如，当铸锭由2219铝合金形成时，应力消除步骤(框112)可包括将铸锭保持在中等温度(诸如约600°F到约1000°F)下至少6小时。在框114，铸锭可经历去皮步骤。去皮步骤可去除铸锭的外表面。在框116，去皮后的铸锭可经历均质化。均质化步骤(框116)可使凝固引起的化学微偏析均质化。例如，当铸锭由2219铝合金形成时，均质化步骤(框116)可包括将铸锭保持在中等温度(诸如约700°F到约1100°F)下约8小时到约24小时。在框118，均质化的铸锭可经历开坯，以提供厚度减小的板坯。例如，均质化的铸锭可在升高的温度下借助粗轧减薄(rough roll reducing)的方式经历开坯。例如，当铸锭由2219铝合金形成时，开坯步骤(框118)可在升高的温度(诸如约600°F到约1000°F)下执行。如框120所示，可通过轧至标准而实现进一步厚度减少。轧制步骤(框120)可在升高的温度下执行，并且可将铸铝材料的厚度减少至期望尺寸。例如，当铸锭由2219铝合金形成时，可在从约500°F到约1000°F范围内的温度下执行轧制步骤(框120)。轧制步骤(框120)可提供处于“自由加工”(F)状态下的轧制的铝材料。在框122，轧制的铝材料可退火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造部件的方法，所述方法包括：提供铝原料(102)，其中所述铝原料处于退火状态下；冷作加工(104)所述铝原料，以获得冷作加工的铝材料；以及由所述冷作加工的铝材料形成(106)所述部件。

【技术特征摘要】
2015.02.16 US 14/622,9981.一种用于制造部件的方法，所述方法包括：提供铝原料(102)，其中所述铝原料处于退火状态下；冷作加工(104)所述铝原料，以获得冷作加工的铝材料；以及由所述冷作加工的铝材料形成(106)所述部件。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷作加工包括拉伸所述铝原料。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述冷作加工(104)包括轧制所述铝原料。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在冷作加工温度下执行所述冷作加工(104)，并且其中，所述冷作加工温度为所述铝原料的开氏度熔点的至多约50％。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在冷作加工温度下执行所述冷作加工(104)，并且其中，所述冷作加工温度为至多约300°F。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在冷作加工温度下执行所述冷作加...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·H·甘恩，R·J·葛拉姆，G·R·韦伯，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US