一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺制造技术

本发明专利技术公开一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，包括制备第一管件：对铝合金管实施液压胀接工艺，得到变截面结构的变形铝合金管，对变形铝合金管进行热处理，得到第一管件；制备纤维内层复合金属管：将处理后的玻璃纤维丝缠绕在第一管件表面，得到纤维内层复合金属管；制备第二管件：将铝合金板材卷成筒状，对筒状的铝合金板材实施液压胀接工艺，得到变截面结构的外层铝合金管，对外层铝合金管分别进行切割和热处理工艺，得到第二管件；制备复合管件：将纤维内层复合金属管与第二管件组合并进行固接，得到复合管件；将复合管件进行热处理，得到成品金属

【技术实现步骤摘要】
一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺


[0001]本专利技术涉及管材塑性成形
，特别是涉及一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺。

技术介绍

[0002]GLARE管件又称为玻璃纤维
‑
铝合金层状复合管，由内层金属管、中层玻璃纤维管和外层金属管组成，因为材料密度小、外层金属的抗冲击性能以及中层纤维的单向高抗拉强度特点，可用于飞行器的着陆缓冲、飞机耐撞结构、汽车车身的撞击防护和空投物资的防护等。现有成形GLARE复合管的方法主要是内旋压技术和液压胀接技术，其中，内旋压技术效率低，容易造成纤维层排布和内外管壁厚分布不均匀，影响复合产品的使用性能。液压胀接工艺成形复杂截面复合管时，两端推头沿管材周向进给，因为金属管材与纤维层材料流动性差异，容易造成纤维层的堆叠，影响金属层与纤维层的界面结合强度，无法保证最终产品的使用要求。
[0003]目前，随着产品使用环境和综合使用性能要求的日趋苛刻，结构更加复杂，质量要求更加轻便的复合材料管件的设计和制造变得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，以解决上述现有技术存在的问题，得到界面结合质量好、性能均匀一致的复杂结构复合管件。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，包括：
[0006]制备第一管件：对铝合金管实施液压胀接工艺，得到变截面结构的变形铝合金管，对所述变形铝合金管进行热处理工艺，得到第一管件；
[0007]制备纤维内层复合金属管：将处理后的玻璃纤维丝缠绕在所述第一管件表面，得到纤维内层复合金属管；
[0008]制备第二管件：将铝合金板材卷成筒状，对筒状的所述铝合金板材实施液压胀接工艺，得到变截面结构的半开式铝合金管，对半开式铝合金管分别进行切割和热处理工艺，得到第二管件；
[0009]制备复合管件：将所述纤维内层复合金属管与所述第二管件组合并进行固接，得到复合管件；
[0010]将所述复合管件进行热处理工艺，得到成品金属
‑
纤维
‑
金属三层复合管件。
[0011]优选的，所述制备第一管件中，将铝合金管放入液压胀接模具中，使用推头在所述铝合金管两侧沿所述铝合金管轴线向所述液压胀接模具内推动。
[0012]优选的，设置所述推头移动速度为V1,设置液压胀接模具液压室的压力为P1，速度V1的范围为1～10mm/s，压力P1的范围为100～150MPa。
[0013]优选的，所述制备第一管件中，对所述变形铝合金管实施的所述热处理工艺为固
溶处理、快速淬火和人工时效，所述固溶处理温度设置为T1，所述T1为480℃，时间设置为t1，所述t1为30分钟，所述快速淬火的淬火速度为V2，所述V2为50℃/S，所述人工时效的温度为T2，所述T2为120℃，时间为T2，所述T2为24小时，得到所述第一管件，所述第一管件为内层铝合金管。
[0014]优选的，将处理后的所述玻璃纤维丝按照与所述内层铝合金管轴线方向呈
±
45
°
的方向进行缠绕和铺层，形成所述纤维内层复合金属管。
[0015]优选的，所述制备第二管件中，将所述铝合金板材卷成筒状时，在所述铝合金板材内部铺设橡胶垫，并将所述铝合金板材预留搭边量。
[0016]优选的，所述制备第二管件中，对筒状的所述铝合金板材实施的所述液压胀接工艺为使用推头在筒状的所述铝合金板材两侧向所述液压胀接模具内推动，所述推头移动速度为V3,V3范围为1～10mm/s，所述液压胀接模具的所述液室压力为P2，P2范围为100～150MPa。
[0017]优选的，所述制备第二管件中，对所述半开式铝合金管实施的所述热处理工艺为固溶处理、快速淬火和人工失效，所述固溶处理的固溶温度设置为T1，所述T1为480℃，时间设置为t1，所述t1为30分钟，所述快速淬火的淬火速度为V2，所述V2为50℃/S，所述人工失效的温度为T2，所述T2为120℃，时间为t2，所述t2为24小时，所述第二管件为外层铝合金管。
[0018]优选的，所述制备复合管件中，将所述第二管件展开，将所述纤维内层复合金属管放入所述第二管件内，采用电弧焊焊接的方式，将所述第二管件的轴向开口焊合。
[0019]优选的，对所述复合管件实施的所述热处理工艺为将所述复合管件放置在真空固化炉内，并进行抽真空和热固化的同步操作，抽真空压力为P3,所述P3为0Pa，固化温度为T3，所述T3为180℃，固化时间为t3，所述t3为180分钟，抽真空的同时按照设定的温度曲线对所述复合管件进行升温、保温和降温。
[0020]本专利技术公开了以下技术效果：本工艺通过液压胀接模具对铝合金管进行处理，得到变形铝合金管，并对变形铝合金管进行热处理，提升强度后得到内层铝合金管，将玻璃纤维丝缠绕在内层铝合金管上提高抗拉强度，得到纤维内层复合金属管，通过液压胀接模具将铝合金板材制作成半开式的外层铝合金管，将纤维内层复合金属管放入外层铝合金管内，将外层铝合金管的轴向开口闭合，得到复合管件，将复合管件进行热处理后，得到成品金属
‑
纤维三层复合管材。本专利技术利用液压胀接工艺成形的内层铝合金管和外层铝合金管，能够有效抑制成形时的热变形和回弹，使用玻璃纤维丝提升抗拉强度，对复合管件进行热处理，提升复合管件的强度以及玻璃纤维丝的粘结性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺过程原理图；
[0023]图2为本专利技术内层铝合金管液压胀接工艺及连续热处理过程；
[0024]图3为本专利技术纤维预浸料与内层铝合金管的缠绕结合工艺过程；
[0025]图4为本专利技术半开式外层铝合金管的液压胀接工艺及连续热处理过程；
[0026]图5为本专利技术复合管件组装焊接工艺过程；
[0027]图6为本专利技术复合管件的抽真空和热固化工艺过程；
[0028]其中，1、铝合金管；2、液压胀接模具；3、推头；4、变形铝合金管；5、第一管件；6、玻璃纤维丝；7、导轨；8、树脂槽；9、挤压轮；10、纤维内层复合金属管；11、铝合金板材；12、电弧焊；13、第二管件；14、复合管件；15、金属
‑
纤维三层复合管材。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，其特征在于,包括：制备第一管件：对铝合金管(1)实施液压胀接工艺，得到变截面结构的变形铝合金管(4)，对所述变形铝合金管(4)进行热处理工艺，得到第一管件(5)；制备纤维内层复合金属管：将处理后的玻璃纤维丝(6)缠绕在所述第一管件(5)表面，得到纤维内层复合金属管(10)；制备第二管件：将铝合金板材(11)卷成筒状，对筒状的所述铝合金板材(11)实施液压胀接工艺，得到变截面结构的半开式铝合金管，对半开式铝合金管分别进行切割和热处理工艺，得到第二管件(13)；制备复合管件：将所述纤维内层复合金属管(10)与所述第二管件(13)组合并进行固接，得到复合管件(14)；将所述复合管件(14)进行热处理工艺，得到成品金属
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纤维
‑
金属三层复合管件(15)。2.根据权利要求1所述的高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，其特征在于：所述制备第一管件中，将铝合金管(1)放入液压胀接模具(2)中，使用推头(3)在所述铝合金管(1)两侧沿所述铝合金管(1)轴线向所述液压胀接模具内推动。3.根据权利要求2所述的高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，其特征在于：设置所述推头(3)移动速度为V1,设置液压胀接模具液压室的压力为P1，速度V1的范围为1～10mm/s，压力P1的范围为100～150MPa。4.根据权利要求3所述的高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，其特征在于：所述制备第一管件中，对所述变形铝合金管(4)实施的所述热处理工艺为固溶处理、快速淬火和人工时效，所述固溶处理温度设置为T1，所述T1为480℃，时间设置为t1，所述t1为30分钟，所述快速淬火的淬火速度为V2，所述V2为50℃/S，所述人工时效的温度为T2，所述T2为120℃，时间为T2，所述T2为24小时，得到所述第一管件(5)，所述第一管件(5)为内层铝合金管。5.根据权利要求4所述的高性能变截面复杂GLARE管件复合成形工艺，其特征在于：将处理后的所述玻璃纤维丝(6)按照与所述内层铝合金管轴线方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泉达，孙福臻，
申请(专利权)人：北京机科国创轻量化科学研究院有限公司烟台分公司，
类型：发明
国别省市：