[发明专利]一种快速蠕变时效成形的方法有效

专利信息
申请号: 201710124448.8 申请日: 2017-03-03
公开(公告)号: CN106862376B 公开(公告)日: 2018-09-04
发明(设计)人: 湛利华;马子尧;徐凌志 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: B21D31/00 分类号: B21D31/00;B21D37/16;C22F1/04
代理公司: 长沙七源专利代理事务所(普通合伙) 43214 代理人: 郑隽;周晓艳
地址: 410012 *** 国省代码: 湖南;43
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 快速 时效 成形 方法
【说明书】:

发明提供了一种快速蠕变时效成形的方法,包括以下步骤:第一步、热压罐中的构件和模具在荷载作用下紧密贴合;第二步、将热压罐内部温度升高至蠕变时效温度T以上10℃‑50℃,保温t1小时;第三步、将热压罐内部温度降低至蠕变时效温度T,保温t2小时,其中t2为t1的3‑4倍;第四步、降温至室温,卸载即得蠕变时效成形后的产品;所述第一步、第二步和第三步中的荷载均相同。应用本发明的技术方案,效果是:本发明通过升温至高于蠕变时效温度的温度后进行短时间保温和降温至蠕变时效温度后进行长时间保温的结合,既能大幅加快成形速率,也能获得比现有工艺性能更好的蠕变产品。

技术领域

本发明涉及蠕变时效成形技术领域,具体涉及一种快速蠕变时效成形的方法。

背景技术

蠕变时效成形(CAF)是以应力松弛原理为基础,成形构件利用专用模具蠕变成形的同时进行时效热处理,其成形样品加载时所受的应力通常在弹性范围内,这种成形工艺适合成形曲率小、塑性应变小的大型复杂双曲率壁板,如飞机机翼壁板。该方法是基于金属材料蠕变/应力松弛特性,进行人工时效处理,同时获得工件复杂构件的形状和优良的综合性能。CAF是集成形与成性于一体的工艺,成形效率高,零件材料性能好,相比于传统冷加工成形,有很多优点,但同时也存在不足,由于应力松弛后存在残余应力,蠕变时效成形后零件必然存在回弹,使成形后零件与其设计形状之间产生偏差,并将影响后续的装配。为了能够更好得获得零件外形与模具型面之间的关系,国外学者通常将数值模拟技术引入到蠕变时效成形技术的研究中,利用向前回弹法、偏差调节法和响应面法等算法,对模具型面进行补偿计算,预测模具型面,并成功用于工程实践中。

现有的蠕变时效成形的方法具体是:

(1)加载阶段:在室温下,向构件上表面逐步施加适当的载荷,使构件发生变形,直至构件下表面与成形模具上表面紧密贴合,一般情况下,该变形量保持在材料弹性范围内;

(2)蠕变时效阶段:将构件与成形工装放入热压罐中,将温度升至时效温度,施加高温载荷并保持构件成形一定的时间。构件在此过程中发生蠕变、时效与应力松弛过程,三种机制交互作用,使得材料组织和性能发生较大变化,完成成形成性过程;

(3)卸载阶段:结束保温并去除施加在构件上的载荷,构件空冷至室温并自由回弹。由于蠕变时效与应力松弛的作用,构件中一部分弹性变形转变为永久塑性变形,使得卸载后构件保持一定形变。

蠕变时效成形的示意图详见图1。

蠕变过程可分为三个阶段,蠕变第一阶段,蠕变第二阶段及蠕变第三阶段,如图2所示,蠕变第一阶段蠕变速率较快,但随着时间逐渐降低,而传统蠕变时效成形工艺主要利用蠕变第二阶段的蠕变量进行成形,因此,效率不高。

从性能角度而言,蠕变时效过程中,温度越高,性能提升越快,但峰值越低,如图3所示,因此,不能简单地提升成形温度以加快成形效率。

综上所述,急需一种工艺精简、工艺参数容易控制以及能够获取质量高的蠕变时效成形产品以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种能大幅加快成形速率且同时获得比现有工艺性能更好的蠕变产品的快速蠕变时效成形的方法,具体技术方案如下:

一种快速蠕变时效成形的方法,包括以下步骤:

第一步、热压罐中的构件和模具在荷载作用下紧密贴合;

第二步、将热压罐内部温度升高至蠕变时效温度T以上10℃-50℃,保温t1小时;

第三步、将热压罐内部温度降低至蠕变时效温度T,保温t2小时,其中t2为t1的3-4倍;

第四步、降温至室温,卸载即得蠕变时效成形后的产品;

所述第一步、第二步和第三步中的荷载均相同。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中南大学,未经中南大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201710124448.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top