一种2198铝锂合金板材的室温成形方法技术

一种2198铝锂合金板材的室温成形方法。该方法包括以下步骤：1)固溶处理，将板材置于加热炉中，控制保温时间；2)淬火处理，将固溶后的板材迅速转移到低温的水中，严格控制转移时间，保证整个板材淬透；3)室温成形，将板材从水中迅速取出，短时间内完成对板材的校平和成形；4)自然时效，静置3～9天；5)人工时效，将零件置于加热炉中，保温一定时间；6)取出零件进行切边和表面处理，得到2198铝锂合金板材零件。通过本发明专利技术对2198铝锂合金板材时效处理前进行室温成形，将塑性成形和时效前必要的预变形结合在一起，避开了2198铝锂合金塑性差的困难，并增加了零件的强度，有效降低了加工成本，提高零件几何精度，具有大规模工业化生产的潜力。

Room temperature forming method for 2198 aluminium lithium alloy sheet

Room temperature forming method for 2198 aluminium lithium alloy sheet. The method comprises the following steps: 1) solid solution treatment, the sheet is placed in a heating furnace, soaking time control; 2) quenching the sheet after solution quickly transferred to low temperature water, strictly control the transfer time, ensure the whole plate quenching at room temperature; 3) forming the sheet quickly removed from the water. In a short time on the plate leveling and forming; 4) natural aging, standing for 3 to 9 days; 5) artificial aging, the parts in the furnace for heating and heat preservation time; 6) removed parts of edge cutting and surface treatment, 2198 Al Li alloy parts. Through the invention of room temperature on aging of 2198 aluminum lithium alloy sheet before forming, the plastic forming and the necessary pre deformation before aging together, to avoid the 2198 aluminum lithium alloy poor plasticity difficulties, and increase the strength of the parts, reduce processing costs, improve the geometric accuracy of parts with large scale industrial production potential.

【技术实现步骤摘要】
一种2198铝锂合金板材的室温成形方法
：本专利技术属于金属板材加工
，具体涉及一种2198铝锂合金板材的室温成形方法。
技术介绍
：铝锂合金具有高比强度和高比模量，倘若用其替代传统铝合金生产飞行器的钣金件，可明显降低结构质量，提高飞行性能，节约成本。因此得到了广泛的关注，被认为是航空航天最理想的结构材料，具有广阔的应用空间。2198铝锂合金是一种具有代表性的新型第3代铝锂合金，其强度高，塑性好，且裂纹扩展速率低，具有开发室温塑性成形技术的应用潜力。但是，铝锂合金板材室温的塑性较差，塑性加工过程中易开裂。所以，往往采用热成型、超塑性成形等工艺方法，对成形模具具有较高要求，精度难于控制，易出现畸变等问题，而且成形时间长，所以具有成形效率低、成本高等缺点。欲想扩展铝锂合金在航空航天领域的应用范围，必须开发简单廉价的，可实现大规模工业生产的室温成形技术。另外，热处理制度对2198铝锂合金板材的力学性能影响很大，常采用预变形、自然时效和人工时效相结合的工艺路线，抗拉强度可以达到500MPa。其中，预变形的方式、方向和大小均严重影响后续时效过程，进而影响2198铝锂合金板材的强度。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，该方法克服现有成形技术成本高、效率低等不足，通过对2198铝锂合金板材时效处理前进行室温成形，将塑性成形和时效前必要的预变形结合在一起，克服了2198铝锂合金塑性差的困难，并增加了零件的强度，有效降低了加工成本，提高零件几何精度，具有工艺简单、对设备要求低、成本低廉和提高零件精度等优点。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，包括以下步骤：步骤一，固溶处理(1)将加热炉温升至500～530℃，并保温1～2h至炉温稳定；(2)将2198铝锂合金板材放入加热炉中保温，保温时间为0.5～2h；保温时间过短易导致固溶效果降低，保温时间过长易导致晶粒过分长大；步骤二，淬火处理将固溶后的板材转移至水中，水淬5～15min至淬透，其中，所述的水温≤20℃；步骤三，室温成形将淬透的板材取出，将表面吹干，并依次对板材进行校平和成形操作，形成成形零件；其中，所述的成形操作在室温下进行；步骤四，自然时效将成形零件在室温条件下静置3～9天，进行自然时效；步骤五，人工时效将炉温升至145～175℃后保温1～2h至炉温稳定后，将自然时效后的零件置于加热炉中保温10～21h，进行人工时效；步骤六，后处理对人工时效后的零件进行切边与表面处理，得到2198铝锂合金板材零件。所述的步骤一(2)中，2198铝锂合金板材厚度为0.5～4mm。所述的步骤二中，转移时间≤12s。所述的步骤三中，淬透的板材表面吹干方式为：采用压缩空气吹干。所述的步骤三中，对板材进行吹干、校平和成形操作合计控制在2h内完成，否则因析出时效相而降低板材塑性影响成形过程和后续的时效处理。所述的步骤三中，成形操作根据成形需求的不同，采用相关模具进行。所述的步骤六中，得到的2198铝锂合金板材零件，其硬度达到HV155～205，抗拉强度达到470～520Mpa。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术巧妙的将铝锂合金板材热处理和成形结合在一起，实现室温成形，该方法和热加工、超塑性成形等方法相比，具有成本低廉、效率高等优势；(2)本专利技术将室温成形和预变形结合在一起，即达到定形的目的，又为定性提供基础，是提高效率的有效途径；(3)本专利技术中在时效处理前成形，避免了零件因淬火导致的形状畸变，提高了零件的尺寸精度；另外，成形的零件经过后续的时效处理，能获得较高的强度，有利于提高产品的力学性能，具有大规模工业化生产的潜力；(4)采用本专利技术的方法生产出来的21198铝锂合金零件和传统铝合金相比，密度降低了2～6％。附图说明：图1为本专利技术实施例1的2198铝锂合金的室温成形方法工艺流程图；图2为本专利技术实施例1加工获得的2198铝锂合金板材零件的TEM图，其中：T1为时效相；图3为本专利技术实施例1加工获得的2198铝锂合金板材零件实物图。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括以下步骤：步骤一，固溶处理(1)选择厚度为2.5mm的2198铝锂合金板材，状态为T8，然后根据零件图纸进行下料，检查表面是否存在较深划痕和毛糙并对板材进行清理；(2)安装板材成形模具，并对模具进行润滑；(3)选择常规热处理炉，将炉温升至510℃并保温1h，待炉温稳定后；将清理好的2198铝锂合金板材放入加热炉中保温，保温时间为2h，严格控制固溶时间防止影响固溶程度或者晶粒过分长大；步骤二，淬火处理将固溶后的板材从炉中迅速取出并转移至水中，固溶后的板材从炉中取出至完全浸入水中的转移时间为10s，水温为20℃，水淬8min至淬透；步骤三，室温成形将淬透的板材取出，用无油无水的空气压缩机将将表面保留的残留水吹干，并对板材进行校平，之后根据成形需求的不同，放入相关成形模具，在室温下进行成形操作，形成成形零件；在操作过程中，对板材进行吹干、校平和成形操作合计控制在2h内完成，否则因析出时效相而降低板材塑性影响成形过程和后续的时效处理；步骤四，自然时效取出成形零件，在室温条件下静置6天，进行自然时效；步骤五，人工时效将炉温升至160℃后保温1h至炉温稳定后，将自然时效后的零件置于加热炉中保温14h，进行人工时效；步骤六，后处理对人工时效后的零件进行切边与表面处理，得到2198铝锂合金板材零件形状，2198铝锂合金板材零件的TEM图如图2所示，实物图如图3所示；由图2可知，在透射电镜下，2198铝锂合金板材零件微观组织中析出了大量时效相T1，因此使2198铝锂合金板材零件的硬度大幅提高。经测得，加工得到的2198铝锂合金板材零件硬度达到HV205，抗拉强度达到520Mpa，与传统铝合金相比，密度降低了6％。实施例2一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，包括以下步骤：步骤一，固溶处理(1)选择厚度为4mm的2198铝锂合金板材，状态为T8，然后根据零件图纸进行下料，检查表面是否存在较深划痕和毛糙并对板材进行清理；(2)安装板材成形模具，并对模具进行润滑；(3)选择常规热处理炉，将炉温升至500℃并保温2h，待炉温稳定后；将清理好的2198铝锂合金板材放入加热炉中保温，保温时间为1h，严格控制固溶时间防止影响固溶程度或者晶粒过分长大；步骤二，淬火处理将固溶后的板材从炉中迅速取出并转移至水中，固溶后的板材从炉中取出至完全浸入水中的转移时间为8s，水温为12℃，水淬15min至淬透；步骤三，室温成形将淬透的板材取出，用无油无水的空气压缩机将将表面保留的残留水吹干，并对板材进行校平，之后根据成形需求的不同，放入相关成形模具，在室温下进行成形操作，形成成形零件；在操作过程中，对板材进行吹干、校平和成形操作合计控制在2h内完成，否则因析出时效相而降低板材塑性影响成形过程和后续的时效处理；步骤四，自然时效取出成形零件，在室温条件下静置9天，进行自然时效；步骤五，人工时效将炉温升至145℃后保温2h至炉温稳定后，将自然时效后的零件置于加热炉中保温10h，进行人工时效；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，固溶处理(1)将加热炉温升至500～530℃，并保温1～2h至炉温稳定；(2)将2198铝锂合金板材放入加热炉中保温，保温时间为0.5～2h；步骤二，淬火处理将固溶后的板材转移至水中，水淬5～15min至淬透，其中，所述的水温≤20℃；步骤三，室温成形将淬透的板材取出，将表面吹干，并依次对板材进行校平和成形操作，形成成形零件；其中，所述的成形操作在室温下进行；步骤四，自然时效将成形零件在室温条件下静置3～9天，进行自然时效；步骤五，人工时效将炉温升至145～175℃后保温1～2h至炉温稳定后，将自然时效后的零件置于加热炉中保温10～21h，进行人工时效；步骤六，后处理对人工时效后的零件进行切边与表面处理，得到2198铝锂合金板材零件。

【技术特征摘要】
1.一种2198铝锂合金板材的室温成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，固溶处理(1)将加热炉温升至500～530℃，并保温1～2h至炉温稳定；(2)将2198铝锂合金板材放入加热炉中保温，保温时间为0.5～2h；步骤二，淬火处理将固溶后的板材转移至水中，水淬5～15min至淬透，其中，所述的水温≤20℃；步骤三，室温成形将淬透的板材取出，将表面吹干，并依次对板材进行校平和成形操作，形成成形零件；其中，所述的成形操作在室温下进行；步骤四，自然时效将成形零件在室温条件下静置3～9天，进行自然时效；步骤五，人工时效将炉温升至145～175℃后保温1～2h至炉温稳定后，将自然时效后的零件置于加热炉中保温10～21h，进行人工时效；步骤六，后处理对人工时效后的零件进行切边与表面处理，得到2198铝锂合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天章，张凌云，高铁军，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21