本发明专利技术是一种７Ｂ５０－Ｔ７７５１铝合金厚板孔挤压强化方法，其特征在于：７Ｂ５０厚板制件的热处理制度是Ｔ７７５１，孔壁表面的光洁度为Ｒａ１．６，将带锥度的金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施机械压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后停止加压，挤压量为２～４％，所谓挤压量是指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分比。制件孔的孔边距≥１．７，所谓孔边距是指制件孔的中心到厚板边缘最近的距离与制件孔直径的比值。与现有技术相比，经本发明专利技术技术方案处理的７Ｂ５０－Ｔ７７５１厚板的疲劳强度比未实施强化处理的制件提高１７倍，而且操作工艺简便，利于生产控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种7B50-T7751铝合金厚板孔挤压强化方法，属于铝合金表面强化技 术。
技术介绍
7B50-T7751铝合金厚板不仅强度高，还具有优良的断裂韧性、抗应力腐蚀性能以 及良好的淬透性，特别是60mm以上的预拉伸超厚板更适合于制造大型整体结构件，符合目 前飞机结构设计的发展趋势，因而被广泛用作飞机的整体框、梁、机翼壁板等主承力结构件 上。目前，对该合金研究主要集中于制坯方法、发展新的成形加工工艺及热处理制度等方 面。而对提高合金使用性能等方面的文献、专利鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术的状况设计提供了一种7B50-T7751铝合金厚板孔 挤压强化方法，其目的是大幅度提高其疲劳性能，以满足飞机制造业的要求。本专利技术的目的是通过以下技术措施来实现的该种7B50-T7751厚板孔挤压强化方法，其特征在于7B50厚板制件的热处理制度 是T7751，孔壁表面的光洁度为Ral. 6，将带锥度的金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施 机械压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后停止加压，挤压量为2 4%，所谓挤压 量是指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分比。挤压量优选值为2 3%。制件孔 的孔边距> 1. 7，所谓孔边距是指制件孔的中心到厚板边缘最近的距离与制件孔直径的比 值。本专利技术技术方案针对7B50-T7751合金零件制造飞机上壁板、框、樑等结构件时， 孔连接处容易出现疲劳裂纹，而降低零件的疲劳寿命方面入手，通过孔挤压强化工艺对带 孔制件进行强化，以提高合金的疲劳寿命；由于采用芯棒直接挤压的强化方法，降低了设计 机翼上壁板等结构件中孔径及孔边距的难度。本专利技术所述的孔挤压强化方法，利用金属芯棒挤压孔壁，使7B50-T7751铝合金厚 板的孔表面层产生压缩变形，造成很高的宏观残余压应力，使微观组织结构发生变化，并降 低了孔表面粗糙度，从而大幅度提高了合金的疲劳寿命。本专利技术的优点是1、改善了 7B50-T7751铝合金厚板的缺口敏感性，从而提高了带孔机翼上壁板的 疲劳性能，且并未降低合金的强度；经本专利技术处理的7B50-T7751铝合金厚板疲劳寿命比未 实施孔挤压强化处理制件的疲劳寿命提高了 17倍以上。孔挤压后疲劳性能提高的原因在 于，在孔壁强化层内造成很高的宏观残余压应力和微观组织结构的变化以及使孔表面粗糙 度降低。在以上三种强化机制综合作用下，提高了制件孔壁强化层内的疲劳抗力，从而大幅 度提高了挤压后7B50-T7751铝合金厚板的疲劳性能。2、相对其他如喷丸强化和滚筒强化等方法，孔挤压强化提高了 7B50-T7751铝合金厚板孔的强化均勻性，使制件疲劳性能明显提高；同时操作工艺简便，降低了结构件对孔 连接处的设计要求，利于生产控制。具体实施例方式以下将结合实施例对本专利技术技术方案作进一步地详述该种7B50-T7751厚板孔挤压强化方法，7A55铝合金的化学成份及重量百分比见 表1所示，7B50厚板制件的热处理制度是T7751，孔壁表面的光洁度为Ral. 6，将带锥度的 金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施机械压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后 停止加压，挤压量为2 4%，所谓挤压量是指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分 比。制件孔的孔边距≥1.7，所谓孔边距是指制件孔的中心到厚板边缘最近的距离与制件孔 直径的比值。表2给出3个(1 幻采用本专利技术工艺参数挤压7B50-T7751铝合金厚板制件的 疲劳寿命、未挤压状态(4)下制件的疲劳寿命以及挤压工艺不同于本专利技术工艺的疲劳寿命 (5 7)。试验结果说明，采用本专利工艺挤压后，7B50-T7751铝合金厚板制件的疲劳寿命 提高了 17倍以上，其中经3%的挤压量挤压后，其疲劳寿命提高了观倍，远好于未挤压强化 时合金的疲劳寿命。使用结果进一步说明孔挤压工艺能够显著改善合金的缺口敏感性，为 该合金在飞机结构件上的应用奠定了良好的工艺基础。表1 7B50-T7751铝合金厚板成分权利要求1.一种7B50-T7751厚板孔挤压强化方法，其特征在于7B50厚板制件的热处理制度是 T7751，孔壁表面的光洁度为Ral. 6，将带锥度的金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施机械 压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后停止加压，挤压量为2 4%，所谓挤压量是 指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分比。2.根据权利要求1所述的7B50-T7751厚板孔挤压强化方法，其特征在于挤压量为 2 3%。3.根据权利要求1所述的7B50-T7751厚板孔挤压强化方法，其特征在于制件孔的孔 边距> 1. 7，所谓孔边距是指制件孔的中心到厚板边缘最近的距离与制件孔直径的比值。全文摘要本专利技术是一种7B50-T7751铝合金厚板孔挤压强化方法，其特征在于7B50厚板制件的热处理制度是T7751，孔壁表面的光洁度为Ra1.6，将带锥度的金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施机械压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后停止加压，挤压量为2～4％，所谓挤压量是指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分比。制件孔的孔边距≥1.7，所谓孔边距是指制件孔的中心到厚板边缘最近的距离与制件孔直径的比值。与现有技术相比，经本专利技术技术方案处理的7B50-T7751厚板的疲劳强度比未实施强化处理的制件提高17倍，而且操作工艺简便，利于生产控制。文档编号C22F1/053GK102080199SQ20101058451公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日专利技术者刘铬, 宋德玉, 张坤, 黄敏, 龚澎 申请人:中国航空工业集团公司北京航空材料研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种７Ｂ５０－Ｔ７７５１厚板孔挤压强化方法，其特征在于：７Ｂ５０厚板制件的热处理制度是Ｔ７７５１，孔壁表面的光洁度为Ｒａ１．６，将带锥度的金属芯棒插入孔中，对芯棒的端部实施机械压力，使芯棒的最大直径部位穿过制件的孔后停止加压，挤压量为２～４％，所谓挤压量是指制件孔直径的变形量与孔的原始直径的百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，刘铬，龚澎，宋德玉，黄敏，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：11[]
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