权利要求
1.一种高强
铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，包括下料→压淬→弯形→时效;
下料工序：铝合金薄板件在热处理前将平面形状和尺寸加工到位或接近加工到位;
压淬工序：箱式炉底部放置料架，铝合金薄板件平放在料架上加热，将油压机压力设置为最小，零件加热保温后采用料钳将零件从箱式炉内取出，20秒内转移至压淬模具的下压型模，然后启动油压机，当压淬模具的上压模接触零件后，立即停止施压，然后喷水2~3min至零件冷却;
弯形工序：采用折弯机将完成压淬的铝合金薄板件折弯至图纸尺寸，压淬和折弯间隔时间控制在3h以内;
时效工序：铝合金薄板件摆放于箱式炉或台车炉上，根据材料类型选择参数进行时效处理。
2.根据权利要求1所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，压淬工序中，所述料架为高度40~60mm的SUS304钢料架。
3.根据权利要求1所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，压淬工序中，料架上放置多层铝合金薄板件时，上层零件较下层零件朝炉门方向伸出≥30mm的距离。
4.根据权利要求1所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，压淬工序中，所述压淬模具由上压型模、上喷水系统、下压型模、下喷水系统、U型螺栓套件和连接螺栓组成，所述上压型模由L型压柱、平板、过渡板、连接板和固定耳板构成;上喷水系统和下喷水系统均由主水管和分水管组焊而成，主水管连接循环水，分水管上钻有小孔，起喷淋作用;所述下压型模由L型压柱、平板、过渡板、连接板、定位块和固定耳板构成，上压型模和下压型模通过U型螺栓套件和连接螺栓固定。
5.根据权利要求4所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，所述主水管和分水管采用20号钢无缝钢管制作，经表面氧化处理。
6.根据权利要求4所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，所述主水管直径为φ75mm，联接进水，进水联接口设在主水管中部。
7.根据权利要求4所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，所述分水管之间的间隔距离为70mm，单根分水管直径为φ30mm，每隔20mm钻有直径φ2mm的喷水口。
8.根据权利要求1所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，所述L型压柱所用材料为Q235钢，经表面氧化处理，与分水管一同交错均布在平板上，间隔距离为70mm。
9.根据权利要求1所述的高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，其特征在于，上压型模和下压型模连接至油压机和平台后，L型压柱和分水管均为垂直分布。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于热处理压力淬火及成形技术领域，具体涉及一种高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法。
背景技术
[0002]铝是地壳中蕴藏量最多的金属元素，铝的总储量约占地壳总量的7.45%。铝及铝合金的产量在金属材料中仅次于钢铁材料而居于第二位，是
有色金属材料中用量最多、应用范围最广的材料。铝合金根据溶质原子有无固溶度的变化可分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金，在可热处理强化铝合金中，Al-Mg-Si-Cu系、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Cu-Mg系等高强铝合金广泛用于特种防务车辆的制造，如Al-Cu-Mg系的2A12铝合金、Al-Mg-Si-Cu系的2A14铝合金和Al-Zn-Mg-Cu系的7A52铝合金。出于特种防务车辆结构的性能的要求，该类铝合金在制成形后依然需要保持T6或T7热处理态的高性能要求，由于板材尺寸较大且薄，在热处理过程中该类零件变形很难控制。传统工艺的生产流程：自由淬火→校平→弯形→时效，该方法存在的问题：①固溶处理时薄板处于无约束状态，零件热处理变形大，导致后续校平难度大且校平时间长;②固溶处理结束室温放置时，可强化铝合金进入自然时效过程，其硬度和强度将逐渐增加，一般需在4h内完成校平和弯形，由于校平和弯形处理时间较长，为在4h内完成所有零件的校平和弯形，单次投产量非常少;③对操作工的校平技能要求很高;④生产成本高、生产效率低、质量一致性较差。
发明内容
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法。该发明对于Al-Mg-Si-Cu系、Al-Zn-Mg-Cu系、Al-Cu-Mg系等高强铝合金薄板零件的精确成形并保持高力学性能具有良好的效果，且有操作简便、成形质量和效率高的特点。
[0004]本发明采用的技术方案如下：
一种高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法，包括下料→压淬→弯形→时效，
下料工序：铝合金薄板件在热处理前已将平面形状和尺寸加工到位或接近加工到位;
压淬工序：箱式炉底部放置料架，铝合金薄板件平放在料架上加热，将油压机压力设置为最小，零件加热保温后(如加热到500~550℃并保温2~4h)采用料钳将零件从箱式炉内取出，20秒内转移至压淬模具的下压型模，然后启动油压机，当压淬模具的上压模接触零件后，立即停止施压，然后喷水2~3min至零件冷却;
弯形工序：采用折弯机将完成压淬的铝合金薄板件折弯至图纸尺寸，压淬和折弯间隔时间控制在3h以内;
时效工序：铝合金薄板件整齐摆放于箱式炉或台车炉上，根据材料类型选择参数进行时效处理(如160℃~180℃加热保温4~10h)。
[0005]进一步地，压淬工序中，料架为高度40~60mm的SUS304钢料架。
[0006]进一步地，压淬工序中，料架上放置多层铝合金薄板件时，上层零件较下层零件朝炉门方向伸出≥30mm的距离，优选30~80mm。
[0007]进一步地，压淬工序中，压淬模具由上压型模、上喷水系统、下压型模、下喷水系统、U型螺栓套件和连接螺栓组成，上压型模由L型压柱、平板、过渡板、连接板和固定耳板构成;上喷水系统和下喷水系统均由主水管和分水管组焊而成，主水管连接循环水，分水管上钻有小孔，起喷淋作用;下压型模由L型压柱、平板、过渡板、连接板、定位块和固定耳板构成，上压型模和下压型模通过U型螺栓套件和连接螺栓固定;压淬模具有限位和喷水功能，在固溶处理时，模具将零件精准限位并喷水冷却，在保证零件平整度(或其它固定形状)的同时获得过饱和的、不稳定的固溶体组织。由于零件平整度好，不需校平既能转入弯形工序，可在3h内采用折弯机将板材折弯至要求尺寸。
[0008]进一步地，主水管和分水管采用20号钢无缝钢管制作，经表面氧化处理。
[0009]进一步地，主水管直径为φ75mm，联接进水，进水联接口设在主水管中部。
[0010]进一步地，分水管之间的间隔距离为70mm，单根分水管直径为φ30mm，每隔20mm钻有直径φ2mm的喷水口，喷水口按居中、偏右5mm、偏左5mm、居中......的方式循环布置。
[0011]进一步地，L型压柱所用材料为Q235钢，经表面氧化处理，与分水管一同交错均布在平板上，间隔距离为70mm。
[0012]进一步地，上压型模和下压型模连接至油压机和平台后，L型压柱和分水管均为垂直分布。
[0013]相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)零件全制造流程短，生产过程对校平等技能的依赖程度低易，生产成本低;
(2)压淬模具的泛用性好，除可强化铝合金外，还可用于低合金钢板的压型淬火;
(3)淬火时采用模具施加压力，铝合金在此时温度较高，刚性较弱但受模具的约束，可始终保持平板状态，淬火过程不易变形，且淬火后的残余应力低，后续弯曲成形过程的异常变形也更小，尺寸精度高;
(4)板材淬火后的残余应力低、自身变形小，且不存在室温矫形的残余应力，弯曲成形后无异常变形，因此不需要进行矫形，效率更高。相对于传统工艺方法，该方法操作简便、成形质量和效率高的特点，值得推广应用。
[0014](5)主水管、分水管、L型压柱等经表面氧化处理，防锈性能好。
[0015](6)模具所用材料均为普通钢材，制造过程仅涉及焊接、装配等方法，易于制造且成本低。
[0016](7)SUS304钢料架在铝合金淬火温度(约500℃)保温长期使用不易变形，零件在料架上摆放加热可确保良好的平整度。
[0017](8)上、下喷水设计及交错均布的水路可确保喷淋无死角，不会产生淬火“软点”。
[0018](9)循环水喷淋的冷速远大于槽装水，铝合金零件在此状态下可获得非常好的固溶度，经时效处理后零件可获奖非常好的力学性能。
[0019](10)上压型模和下压型模十字交叉L型压柱布局，可矫正零件加热产生的变形、控制淬火变形，压淬后的零件无需校平即可转入弯形工序，生产效率高。
附图说明
[0020]图1为压淬模具结构示意图;
图2为上压模结构示意图;
图3为下压模结构示意图;
图4为喷水系统结构示意图;
图5为装配于油压机的压淬模实物图;
图6为铝合金薄板件折弯前的主视图;
图7为压淬处理后的铝合金薄板件实物图;
图8为折弯和时效处理后的铝合金薄板件成品;
图1中：1、L型压柱;2、U型螺栓套件;3、连接螺栓;4、连接板;5、固定耳板;6、主水管;7、定位块;8、分水管;9、平板;10、过渡板。
具体实施方式
[0021]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
[0022]如图1至4所示，本发明所用压淬模具的具体结构为：由上压型模、上喷水系统、下压型模、下喷水系统、U型螺栓套件和连接螺栓组成，上压型模由L型压柱1、平板9、过渡板10、连接板4和固定耳板5构成，上喷水系统和下喷水系统均由主水管6和分水管8组焊而成，主水管6连接循环水，分水管8上钻有小孔，起喷淋作用;下压型模由L型压柱、平板、过渡板、连接板、定位块和固定耳板构成，上压型模和下压型模通过U型螺栓套件2和连接螺栓3固定。在进行铝合金薄板件的淬火处理前，将上压型模连接在油压机上端平台，将下压型连接于油压机工作平台，用配套的水管连接进水，将油压机压力设置为最小，同时确认所有设备等能正常工作。
实施例1
[0023]以图6所示2A14铝合金薄板为例，制作步骤如下：
(1)下料：采用激光切割等方式将铝板的平面尺寸及形状切割至工艺要求尺寸。
[0024](2)装炉：在箱式炉放置高度约50mm的SUS304钢料架，铝合金薄板件平放在料架上加热，放置多层时，上层零件较下层零件朝炉门方向应伸出≥30mm的距离。
[0025](3)加热：将2A14铝板在箱式电阻炉中加热，以3~5℃/min的速度升温至500℃，然后保温3h。
[0026](4)淬火：打开炉门，用料钳将铝板取出后，关闭炉门，同时将铝板在20秒内转移至下压型模，当上压型模贴合铝板时，立即停止施压，启动水泵，然后喷水1~2min至零件冷却，完成淬火过程;然后往复循环，直至完成该炉铝板的淬火。
[0027](5)折弯：当淬火累计完成件数≥10件时，转至折弯工序，采用折弯机将铝板折弯至图纸尺寸，压淬和折弯间隔时间控制在3h以内;累计循环，直至完成该炉铝板的折弯。
[0028](6)时效：折弯后将零件统一进行时效处理，参数为180℃×7h，该工序结束即完成工件的全部处理(或局部精加工后结束全部工序)。
[0029]本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
说明书附图(8)
声明：
“高强铝合金薄板件成形成性的复合处理方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江麓机电集团有限公司
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