预变形模具、预变形方法以及带外纵筋筒形件的制备方法技术

本发明专利技术关于一种预变形模具、预变形方法以及带外纵筋筒形件的制备方法，其中，预变形模具包括整形模具；整形模具的型腔包括依次连通的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段；第一型腔段的横截面设计为第一尺寸、第二型腔段的横截面设计为第二尺寸、过渡型腔段将型腔的横截面尺寸由第一尺寸平滑过渡至第二尺寸；第一尺寸与带外纵筋筒形件的横截面外周的实际尺寸适配；第二尺寸与带外纵筋筒形件的横截面外周的标准尺寸适配。通过整体挤压带外纵筋筒形件使其依次经过整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理。本发明专利技术提供的预变形模具及预变形方法用在带外纵筋筒形件的制备工艺中，能同时提升带外纵筋筒形件的尺寸精度和力学性能。寸精度和力学性能。寸精度和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
预变形模具、预变形方法以及带外纵筋筒形件的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种合金预变形
，特别是涉及一种预变形模具、预变形方法以及带外纵筋筒形件的制备方法。

技术介绍

[0002]超高强Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu合金因其具有较好的综合力学性能被广泛应用于航空航天、兵器、交通运输等工业领域；各行业对超高强铝合金应用需求与日俱增。
[0003]对于Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu合金而言，其强化机制主要是在时效过程中析出大量亚稳态MgZn相；该弥散析出相与基体呈半共格状态，位错钉扎力强，提高了合金的力学性能。但是，当Zn含量达9.0％左右时，Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu合金在铸造过程中形成粗大难溶的初生AlCuMgZn相，该相消耗了Zn元素和Mg元素，从而降低了MgZn相的体积分数。同时，合金构件的热塑性变形及固溶处理极大减少了时效析出时的位错密度；低位错密度提供给亚稳态MgZn相析出的通道少，最终导致析出相强化效应减弱，构件的性能难以达到设计要求。此外，经热塑性变形后的复杂截面构件(如，带外纵筋筒形件)，由于在热塑性变形时金属流动所受的摩擦力、热应力不均引起成形件尺寸精度偏差较大，热处理后的残余应力加剧了构件尺寸偏差程度，导致后续的切削加工量大，降低了材料利用率及生产效率。
[0004]综上，常规工艺(对铸棒依次进行热塑性变形、热处理)制造的带外纵筋筒形件存在尺寸精度偏差大、力学性能偏低的技术难题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种预变形模具、预变形方法以及带外纵筋筒形件的制备方法，主要目的在于提供一种预变形模具及预变形方法，以用在合金材质的带外纵筋筒形件的制备工艺中，有助于提升带外纵筋筒形件的尺寸精度和力学性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术的实施例提供一种预变形模具，用于对带外纵筋筒形件进行预变形处理；其中，所述预变形模具包括：
[0008]整形模具，所述整形模具的型腔包括依次连通的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段；其中，所述第一型腔段的横截面设计为第一尺寸、所述第二型腔段的横截面设计为第二尺寸、所述过渡型腔段将型腔的横截面尺寸由所述第一尺寸平滑过渡至所述第二尺寸；
[0009]其中，所述第一尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的实际尺寸适配；所述第二尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的标准尺寸适配；
[0010]其中，通过使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理。
[0011]优选的，所述第一尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的实际尺寸一致。
[0012]优选的，所述第二尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的标准尺寸一致。
[0013]优选的，所述所述预变形模具还包括：
[0014]第一模具组件，所述第一模具组件包括模板和冲头；其中，所述模板用于连接压力机；所述冲头的一端与所述模板连接，所述冲头的另一端用于抵接所述带外纵筋筒形件的内壁；
[0015]其中，所述第一种模具组件用于在压力机的驱动下，整体挤压所述带外纵筋筒形件，使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理。
[0016]优选的，所述预变形模具还包括：
[0017]第二模具组件，所述第二模具组件包括支撑座；所述整形模具安置在所述支撑座上；
[0018]其中，所述支撑座具有中空内腔，且与所述整形模具的型腔连通，以使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理后，进入所述支撑座的中空内腔；
[0019]优选的，所述支撑座为筒状结构；进一步优选的，所述支撑座为两端敞口的筒状结构。
[0020]优选的，所述支撑座上开设有与所述中空内腔连通的相对设置的两个通孔，以在所述通孔中插入插杆，来调整所述支撑座的位置。
[0021]优选的，所述整形模具安置在所述支撑座的第一端的端部上；所述支撑座的第二端用于连接压力机；优选的，所述支撑座的第二端上开设有容置槽，用于容置连接件，以实现所述支撑座和压力机的连接；进一步优选的，所述连接件包括压板；其中，所述压板的一端容置在所述容置槽内，且所述压板上开设有紧固件孔，以通过紧固件与压力机的连接；所述压板的另一端设置有垫块，其中，所述垫块用于安置在所述压板与压力机之间；优选的，所述容置槽设计为梯形槽结构。
[0022]另一方面，本专利技术的实施例提供一种预变形方法，其中，采用上述任一项所述的预变形模具对合金材质的带外纵筋筒形件进行预变形处理，得到预变形后的带外纵筋筒形件。
[0023]优选的，所述预变形方法在室温条件下进行。
[0024]优选的，整体挤压所述带外纵筋筒形件的挤压速度为0.5
‑
1.2mm/s。
[0025]优选的，所述预变形后的带外纵筋筒形件的平均变形程度为3
‑
5％。
[0026]优选的，所述预变形方法包括如下步骤：
[0027]1)将所述预变形模具装配在压力机上，将带外纵筋筒形件放置在所述整形模具的第一型腔段中；
[0028]2)控制压力机，使第一模具组件对带外纵筋筒形件进行整体挤压，使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理；
[0029]3)预变形处理完成后，进行卸料，得到预变形后的带外纵筋筒形件。
[0030]再一方面，本专利技术实施例提供一种带外纵筋筒形件的制备方法，其包括如下步骤：
[0031]预变形处理步骤：采用上述任一项所述的预变形模具或采用上述的预变形方法对固溶
‑
淬火态带外纵筋筒形件进行预变形处理，得到预变形后的带外纵筋筒形件；其中，所述带外纵筋筒形件的材质为合金；
[0032]时效处理步骤：对所述预变形后的带外纵筋筒形件进行时效处理，得到终态带外
纵筋筒形件；
[0033]优选的，在所述预处理步骤之前，还包括：固溶
‑
淬火态带外纵筋筒形件的制备步骤，具体为：对合金铸棒依次进行塑性开坯处理、热挤压成形处理、固溶
‑
淬火处理，得到固溶
‑
淬火态带外纵筋筒形件；
[0034]优选的，在固溶
‑
淬火处理结束后，在1h内完成对固溶
‑
淬火态带外纵筋筒形件的预变形处理；
[0035]优选的，在预变形处理步骤结束后，在1h内将所述预变形后的带外纵筋筒形件转移至时效炉中进行时效处理；
[0036]优选的，所述时效处理选用峰值时效处理；
[0037]优选的，所述带外纵筋筒形件的材质为铝合金，进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预变形模具，用于对带外纵筋筒形件进行预变形处理；其特征在于，所述预变形模具包括：整形模具，所述整形模具的型腔包括依次连通的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段；其中，所述第一型腔段的横截面设计为第一尺寸、所述第二型腔段的横截面设计为第二尺寸、所述过渡型腔段将型腔的横截面尺寸由所述第一尺寸平滑过渡至所述第二尺寸；其中，所述第一尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的实际尺寸适配；所述第二尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的标准尺寸适配；其中，通过整体挤压所述带外纵筋筒形件，使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理。2.根据权利要求1所述的预变形模具，其特征在于，所述第一尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的实际尺寸一致；和/或所述第二尺寸与所述带外纵筋筒形件的横截面外周的标准尺寸一致。3.根据权利要求1或2所述的预变形模具，其特征在于，所述预变形模具还包括：第一模具组件，所述第一模具组件包括模板和冲头；其中，所述模板用于连接压力机；所述冲头的一端与所述模板连接，所述冲头的另一端用于抵接所述带外纵筋筒形件的内壁；其中，所述第一种模具组件用于在压力机的驱动下，整体挤压所述带外纵筋筒形件，使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理。4.根据权利要求3所述的预变形模具，其特征在于，所述预变形模具还包括：第二模具组件，所述第二模具组件包括支撑座；所述整形模具安置在所述支撑座上；其中，所述支撑座具有中空内腔，且与所述整形模具的型腔连通，以使所述带外纵筋筒形件依次经过所述整形模具的第一型腔段、过渡型腔段、第二型腔段进行预变形处理后，进入所述支撑座的中空内腔；优选的，所述支撑座为筒状结构；进一步优选的，所述支撑座为两端敞口的筒状结构。5.根据权利要求4所述的预变形模具，其特征在于，所述支撑座上开设有与所述中空内腔连通的相对设置的两个通孔，以在所述通孔中插入插杆，来调整所述支撑座的位置。6.根据权利要求4或5所述的预变形模具，其特征在于，所述支撑座具有相对设置的第一端和第二端；其中，所述整形模具安置在所述支撑座的第一端的端部上；所述支撑座的第二端用于连接压力机；优选的，所述支撑座的第二端上开设有容置槽，用于容置连接件，以实现所述支撑座和压力机的连接；进一步优选的，所述连接件包括压板；其中，所述压板的一端容置在所述容置槽内，且所述压板上开设有紧固件孔，以通过紧固件与压力机的连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：任贤魏，赵熹，张治民，王思琪，王登魁，汪炜，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：