[发明专利]制造用于航空器构造的可变厚度的结构元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由铝合金制成的轧制产品和结构元件，尤其是用于航空器构造的轧制产品和结构元件。

背景技术

虽然用于航空构造的材料之间的竞争变得激烈，但解决方案选择中的商业标准有时至关重要。制造商主要对飞行中每千克材料的价格感兴趣，飞行中每千克材料的价格对应于每千克的价格与“飞行质量”比率的乘积。“飞行质量”比率是航空器制造商已购买的原材料与飞行结构中安装的原材料之间的比率。对由板制成的铝部件的整体加工有时引起显著的“飞行质量”比率，尤其是部件诸如翼片(panneux de voilure)，对于翼片，在翼根区域中比在翼梢处所需要要求的厚度更高。板是一种具有一致厚度的矩形横截面轧制产品。为了制造航空结构元件，不管生产的部件的最终几何形状如何，当前都使用板。该板的几何形状的改型——即使为了节省材料其是合理的——仍未被航空器制造商采用，因为它在制造、控制和管理方面存在缺点且因为它不允许快速直接转移到现有方法。

此外，有利的是，生产在空间上具有可变特性的单块金属结构元件以获得每个区中的特性的最佳平衡。

FR 2707092描述了一种用于制造结构硬化(durcissement)的产品的方法，该产品在至少一个方向上具有连续可变特性，其中通过在专用炉中使一端变到温度T而使另一端变到温度t来在所述至少一个方向上执行老化(le revenu)，该专用炉包括一个热室和一个通过加热泵联接的冷室。

WO 2005/098072描述了一种制造方法，其中在炉中执行至少一个老化处理步骤，该炉中受控的热分布包括至少两个区或至少两组区Z₁和Z₂(具有初始温度T₁和T₂)，其中所述两个区的长度是至少一米。

WO 2007/122314涉及一种用于制造由铝合金制成的锻焊(corroyé)产品或单块多功能结构元件的方法，包括热加工步骤，其特征在于在该热加工步骤之后，它还包括通过冷塑性变形的至少一个加工步骤，在该加工步骤中，不同一般塑性变形被强加在结构元件的至少两个区上，具有至少2％的差且优选地至少3％。然而，此申请中所描述的方法未在工业规模上实施。

此外，US 2005/0279433描述了一种轧制板的方法，以获得沿着其长度的可变厚度，尤其适合用于铝板或镁板。

通过本发明解决的问题是开发一种用于制造由铝合金制成的轧制产品和单块结构元件的方法，尤其是用于航空构造的轧制产品和单块结构元件，所述轧制产品和单块结构元件具有改进的“飞行质量”比率和存在每个部件中的最佳特性的平衡。

发明内容

本发明的第一目的是一种用于制造由可热处理的铝合金制成的可变厚度的轧制产品的方法，其中：

a.浇铸由可热处理的铝合金制成的板坯，

b.可选地，使所述板坯均匀化，

c.热轧制所述可选地均匀化的板坯，通过实现纵长厚度变化以获得可变厚度的轧制产品，该轧制产品具有一个最厚部分和一个最薄部分，所述最厚部分和所述最薄部分的厚度差是至少10％，

d.对所述可变厚度的轧制产品进行固溶并且淬火，

e.通过受控的伸展使如此固溶并且淬火的所述可变厚度的轧制产品释放应力，其中在最厚部分中有至少1％的永久变形，

f.使如此获得的所述轧制产品自然或人工老化。

本发明的另一个目的是一种通过根据本发明所述的方法获得的可变厚度的轧制产品，具有一个最厚部分和一个最薄部分，该最厚部分和该最薄部分的厚度相差至少10％且在中间厚度处具有以下特性：拉伸屈服应力(une limite d’é lasticité)R_p0.2(L)在最薄部分中比在最厚部分中大至少5％且断裂韧性K_1C L-T在最厚部分中比在最薄部分中大至少15％。

本发明的又一个目的是将通过根据本发明所述的方法获得的可变厚度的轧制产品作为用于航空器的单块结构元件且优选地作为一个上翼蒙皮或下翼蒙皮的用途。

附图说明

图1：根据本发明的方法获得的可变厚度的轧制产品的不同几何形状的实施例；

图2：实施例的可变厚度的轧制产品在通过受控的伸展释放应力过程中在长度上根据位置的永久变形。

具体实施方式