一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法技术

一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，以铝合金卷材为原料，根据产品尺寸要求，将铝合金卷材切割加工成相应尺寸的板材；采用模具对铝合金板材进行室温冲压成形得到铝合金薄壁构件；将冲压成形好的铝合金薄壁构件放入液氮中进行深冷定形处理，使温度被均匀冷却至‑190±6℃；将铝合金薄壁构件从液氮中取出，升温至室温；重复深冷和升温至室温，实现铝合金薄壁构件几何形状稳定，本发明专利技术可使冲压成形制备的铝合金薄壁构件的几何形状不发生变化，该方法生产的精密铝合金薄壁构件能够使冲压结构件内部位错更加稳定，从而具有更好的几何结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法
本专利技术属于金属材料塑性成形
，特别涉及一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法。
技术介绍
薄壁结构通常是由薄型板件和加强构件组成的结构。板件有蒙皮、腹板、隔板等，加强构件有桁条和梁、肋、框的缘条等。板件与加强构件的连接有铆接、焊接、胶接或混合等方式，其中以铆接居多。然而，这种通过骨架和蒙皮组成的构件，不能严格保持外形的稳定性。与此同时，由于骨架的存在，严重增加了构件的重量，这非常不利于构件的轻量化。由于薄壁结构在很多领域具有重要的应用，目前已开发了大量的薄壁构件加工技术去实现整体成形，比如辊压技术、冲压技术、电磁成形技术等。然而，这些技术均存在一个共同的难点，即薄壁构件成形后形状的稳定性比较差，当其受到外力作用后，成形后的形状可能会发生回弹变形，使薄壁结构形状发生变化。特别是铝合金薄壁构件制造，由于铝合金密度比较低，弹性变形非常大，因此铝合金薄壁构件是典型的易回弹构件。如何能够使薄壁构件的形状稳定，一直都是困扰机械塑性成形制造领域的人员。尤其是精密薄壁构件，他们在使用过程中即使发生微小的几何形状变化，对于产品也是不能够接受的。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，以实现经过冲压成形后制备的精密铝合金薄壁构件的几何形状稳定，在长时间放置过程中不会发生弹性回复或者变形，减少其骨架结构的使用量，实现薄壁构件轻量化。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，包括如下步骤：第一步：以铝合金卷材为原料，根据产品尺寸要求，将铝合金卷材切割加工成相应尺寸的板材；第二步：采用模具对铝合金板材进行室温冲压成形得到铝合金薄壁构件；第三步：将冲压成形好的铝合金薄壁构件放入液氮中进行深冷定形处理，使温度被均匀冷却至-190±6℃；第四步：将铝合金薄壁构件从液氮中取出，升温至室温；第五步：重复第三步和第四步2-5次，实现铝合金薄壁构件几何形状稳定。所述铝合金卷材原料的厚度为0.2mm～5mm。所述深冷定形处理时间为0.5-10小时，具体时间根据构件尺寸大小以及形状进行确定。所述第四步中，升温至室温后，在室温下放置0.5～2小时，以确保薄壁升温至室温。与现有技术相比，本专利技术可使冲压成形制备的铝合金薄壁构件的几何形状不发生变化，该方法生产的精密铝合金薄壁构件能够使冲压结构件内部位错更加稳定，从而具有更好的几何结构稳定性。本专利技术工艺目前适合于冲压技术等方法制备的铝合金薄壁构件，同时也适合于辊压技术、电脉冲冲压技术等技术制备的铝合金薄壁构件。采用该方法处理的薄壁构件在汽车、航空航天、机械制造等领域具有广阔前景。附图说明图1是本专利技术工艺流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，其主要原理为：深冷处理过程中可以有效冻结铝合金内部位错运动，防止冲压制备的薄壁构件在长时间放置和其他外载荷激活情况下发生弹性回复。经过多次深冷-室温循环处理后，构件中原本容易激活的位错都失去活性，在室温放置过程中不再移动，从而使铝合金薄壁构件的几何结构稳定。如图1所示，本专利技术的具体步骤如下：第一步：以厚度为0.2mm～5mm的铝合金卷材1为原料。第二步：根据产品尺寸要求，将铝合金卷材1切割加工成合适尺寸的板材。第三步：在传送辊2的作用下，将铝合金板材送至模具，对其进行室温冲压成形。利用的设备包括剪切机和冲压设备，由此模具包括了剪切机上模3、剪切机下模4、冲压设备上模6和冲压设备下模7，先利用剪切机上模3和剪切机下模4将铝合金板材剪切得到铝合金片材5，然后利用冲压设备上模6和冲压设备下模7将铝合金片材5冲压得到薄壁构件8，薄壁构件8如不得到处理，则形成长时间放置弹性回复的构件9。第四步：本专利技术将冲压成形好的铝合金薄壁构件8放入深冷处理箱11中进行深冷定形处理，深冷处理箱11中放置液氮，深冷定形处理时间为0.5-10小时，具体时间根据构件尺寸大小以及形状进行确定，一般需冷却至-190±6℃。第五步：将深冷处理的薄壁构件10从液氮中取出，升温至室温，并放置0.5～2小时，得到升温至室温的薄壁构件12。第六步：重复第四步和第五步2-5次，即可实现铝合金薄壁构件的几何形状稳定，确保薄壁构件在服役过程中不再发生形变。在本专利技术的一个具体实施例中，以0.5mm厚的1050铝卷材为原料，将其加工成0.5×0.5m的正方形，采用V型模具对1050铝板材进行室温冲压成形，V型角度为30°，之后在液氮中深冷定形处理1小时至-196℃，取出升温至室温，并放置0.5小时，重复深冷-升温至室温3次，得到0.5mm厚1050铝薄壁构件，其几何形状稳定，确保薄壁构件在服役过程中不再发生形变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步：以铝合金卷材为原料，根据产品尺寸要求，将铝合金卷材切割加工成相应尺寸的板材；/n第二步：采用模具对铝合金板材进行室温冲压成形得到铝合金薄壁构件；/n第三步：将冲压成形好的铝合金薄壁构件放入液氮中进行深冷定形处理，使温度被均匀冷却至-190±6℃；/n第四步：将铝合金薄壁构件从液氮中取出，升温至室温；/n第五步：重复第三步和第四步2-5次，实现铝合金薄壁构件几何形状稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种冲压成形精密铝合金薄壁易回弹构件深冷定形方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：以铝合金卷材为原料，根据产品尺寸要求，将铝合金卷材切割加工成相应尺寸的板材；
第二步：采用模具对铝合金板材进行室温冲压成形得到铝合金薄壁构件；
第三步：将冲压成形好的铝合金薄壁构件放入液氮中进行深冷定形处理，使温度被均匀冷却至-190±6℃；
第四步：将铝合金薄壁构件从液氮中取出，升温至室温；
第五步：重复第三步和第四步2-5次，实现铝合金薄壁构件几何形状稳定。

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【专利技术属性】
技术研发人员：喻海良，顾昊，崔晓辉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43