[发明专利]一种提高铝合金蠕变时效成形能力和性能的循环预变形方法

说明书

本发明提供了一种提高铝合金蠕变时效成形能力和性能的循环预变形方法，涉及有色金属材料加工工程，包括S1：铝合金板材固溶后水淬；S2：将淬火后的板材进行时效与变形处理；S3：将时效与变形处理后的板材进行循环预变形；S4：将虚幻预变形后的板材进行蠕变时效成形，本发明提出的循环预变形，在保证构件的强度和成形性的同时，可以降低蠕变时效温度和蠕变应力，相较于常规铝合金板材蠕变时效成形的蠕变温度和蠕变应力，蠕变温度降低20～50℃，蠕变应力可以降低10～200MPa，铝合金构件仍然可以获得较大的蠕变量和力学性能。铝合金在较低温度和时间蠕变时效成形，便于提高构件成形精度和制造效率，便于形性协同制造，节省能耗。

技术领域

本发明涉及有色金属材料加工工程，特别涉及一种提高铝合金蠕变时效成形能力和性能的循环预变形方法。

背景技术

铝及铝合金具有密度小、耐蚀性高、导电导热性能好等许多优点，广泛用于航空航天和轨道交通等领域。汽车的轻量化生产和大型铝合金整体壁板技术是近年来铝合金零部件制造的研究热点，为了满足轻量化和高性能的要求，近年来铝合金蠕变时效成形技术逐渐得到了应用。蠕变时效过程中，通过在合适的人工时效温度下加载低于屈服强度的外力，使工件产生初始的弹性变形。随后保持温度和外力的加载，一部分弹性变形将逐渐转变为不可恢复的塑性变形，工件内部同时产生应力松弛现象，微观组织发生时效析出。蠕变时效成形技术具有加工成形与热处理同时进行的特点，能够在精确成形的同时实现宏微观性能的提升，适用于可时效强化型铝合金的整体带筋和变厚度复杂外形结构的壁板等构件的成形。由于变形在弹性范围内，因此成形应力低、尺寸精度高，成形在时效温度下进行，因此应力得以释放，材料的残余应力降低，有效的实现了形/性协同进行，因此制造周期短。

但是在实际生产应用中，在蠕变时效成形过程中温度对构件成形的影响显著。低温蠕变时效成形构件的蠕变量和力学性能较低，蠕变速率低，制造周期长。蠕变时效的温度越高能耗越大，所以在较高温度蠕变时效成形成本较高，同时，高温时效容易使铝合金过时效，构件性能明显下降。而随着工业的不断发展，要求铝合金构件性能和成形精度上越来越高，提高铝合金蠕变时效过程中的蠕变量和蠕变时效后的力学性能十分重要。综上所述，高强铝合金形性协同一体化制造的关键在于提高蠕变时效成形构件的蠕变量和力学性能，因此迫切需要一种简单有效的铝合金蠕变时效成形方法，可以同时获得较高的材料强度和较好成形性能。

发明内容

本发明提供了一种提高铝合金蠕变时效成形能力和性能的循环预变形方法，其目的是为了解决现有技术中在获得较高材料强度和较好成成形性能的基础上无法有效简单的进行蠕变时效成形的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种提高铝合金蠕变时效成形能力和性能的循环预变形方法，包括：

S1：铝合金板材固溶后水淬；

S2：将淬火后的板材进行时效与变形处理；

S3：将时效与变形处理后的板材进行循环预变形；

S4：将循环预变形后的板材进行蠕变时效成形。

优选的，所述s2中的时效处理为自然时效0-30天或人工时效0-48h。

优选的，所述s2中的变形处理的变形量为0％-80％。

优选的，所述s3中的循环预变形为交变循环变形，循环频率为0.01Hz～200Hz，循环幅值为应力幅50MPa～800MPa，循环应变比或应力比为-10～10，循环次数为10～106次，循环预变形温度在-198℃～500℃。

优选的，所述s3中循环预变形为交变循环变形，循环频率为0.01Hz～200Hz，应变幅0.02％～10％变形，循环应变比或应力比为-10～10，循环次数为10～106次，循环预变形温度在-198℃～500℃。