范文一:高强铝合金热冲压冷模具复合成型_蔡晶琦
·科技信息 ·
收稿日期 :2014-02-17; 修回日期 :2014-08-06
作者简介 :蔡晶琦 , 1982年出生 , 工程师 , 主要从事飞行器设计和金属材料板材成型工艺研究 。 E -mail :surprising@163.com
高强铝合金热冲压冷模具复合成型
蔡晶琦
1
王
悦
1
陈桂才
2
王 礼良
3
(1
中国运载火箭技术研究院研究发展中心 , 北京 100076)
(2中国航天科技集团公司 , 北京 100048) (3
帝国理工大学 , 伦敦
SW72AZ )
文 摘 介 绍 了 关 于 铝 合 金 板材的 一 种 热 冲 压 冷 模 具 淬 火 复合成 型 工艺 。 该 工艺 在 铝 合 金 板材的 成 型 过
程中 , 同 步 完 成 铝 合 金 板材的 淬 火 , 随 后进行 人 工时 效 , 极 大 地 提 高 了 铝 合 金 板材的 成 型 极 限 和 强 度 。 因 此 , 成 型 件 具 有 更 轻 的 质 量 , 更高 的 强 度 和 更 复 杂 的 几 何 形 状 。 最后 讨 论 了 使 用 该 成 型 工艺 的 成 型 件在 航天领 域 应用前 景 。 通过对 铝 合 金 板材 复合成 型 工艺 和 应用 的 介 绍 , 可为 我 国 铝 合 金 板材 成 型 工艺 发 展 和 工 业 化 提 供参 考 。
关键词
铝 合 金 , 复合成 型 , 高 强 度
中 图分类号 :TG3DOI :10.3969/j.issn.1007-2330.2014.06.020Hybrid Forming of Aluminum Alloys
CAI Jingqi 1
WANG Yue 1CHEN Guicai 2WANG Liliang 3
(1China Academy of Launch Vehicle Technology R&DCenter , Beijing 100076) (2
China Aerospace Science and Technology Corporation , Beijing 100048)
(3
Imperial College , London
SW72AZ )
Abstract A new forming process , the hybrid forming of aluminum alloys is introduced in this paper.This forming
process has been applied in high-class vehicles.In this process , the aluminum alloy sheet is formed and quenched sim-ultaneously followed by a second stage precipitation period.By using this forming process , the formability and strength of aluminum alloys has greatly improved.A much lighter and stronger component , with more complex geometry can be obtained.The potential application of hybrid formed aluminum alloys components in aircrafts is discussed.This paper provides references for forming and processing of aluminum alloys , as well as the industrialization of HFQ in China.
Key words Aluminum alloys , Hybrid forming , High strength
引言
航天领域中对减重的需求日益增长 , 以达到增大 飞行器或火箭运载能力的目的 。 这就要求在飞行器 或者火箭的结构件中尽量使用可以一体化成型的高 强轻质合金 。 铝合金热冲压冷模具复合成型 (HFQ ) 技术就是在这种需求背景下应运而生 , 用以成型高强 轻质铝合金结构件 ,
并且适用于成型复杂形状的各种 结构 、 机构等零部件 。 HFQ 是一项创新性技术 , 该技 术的研发已有 10年左右的历史
[1-8]
。 该成型工艺
已成功应用于高端汽车领域 , 例如莲花汽车
[9]
。 莲
花汽车技术团队的模拟仿真结果表明 , 对于同一构
件 ,
相比较于传统的玻璃纤维加强塑料件 , 应用该技 术成型出的结构件可以显著减重 。 航天领域中 , 很多 大尺寸复杂铝合金结构件是锻造或者由铸件切削成 型 , 成本高 、 成型效率低 。 与这些传统的成型工艺相 比较 , HFQ 具有显著的优点 , 因此在航天领域拥有广 阔的应用前景 。 本文对铝合金热冲压复合成型工艺 和应用进行介绍 。
1HFQ 技术和工艺参数选择
以 AA6082板材为例 , 对铝合金热冲压复合成型
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过程和工艺参数进行介绍 。 AA6082板材主要合金 成分见表 1。
表 1
AA6082板材主要化学成分
Tab.1
Chemical composition of the AA6082sheet
wt%
Si Fe Cu
Cr
Mg
Zn Ti 其他 单个 合计 Al
0.5 1.2
0 0.5
0.2 0.6
0.15 0.35
0.45 0.9
0 0.2
0 0.15
0 0.05
0 0.1
余量
采用 HFQ 技术时 , 首先根据成型件及模具尺寸 对板料进行预切割 。 预切割板料尺寸对成型件质量 有显著影响 , 如果板料初始尺寸过大 , 成型时易发生
破坏 ; 如果板料初始尺寸过小 ,
成型件不完整 。 可采 用线切割以保证预切割板料尺寸的精确度 。
HFQ 工艺可分为四个工步 , 其技术原理如图 1所示 。 板料先被加热到固溶处理温度 , 然后被迅速放 入模具 , 并用冷模具进行快速成型 、 淬火并保压 。 这 样的快速成型过程可以保证铝合金板材的微观组织 成为过饱和固溶体状态 。 成型前要对模具涂抹润滑 剂 。 如果 HFQ 中采用的是可热处理的铝合金 , 对 HFQ 零件进行后续人工时效可以显著提高成型零件 的强度 。 AA6082的 HFQ 主要工艺参数参考值如表 2所示 [6]。
图 1
HFQ 技术过程示意图 Fig.1
Schematic of four stages in a typical HFQ process
表 2HFQ 技术主要工艺参数
Tab.2
Key processing parameters of HFQ
预热温度 /?成型速度 /mm·s -1模具温度 /?模具保压 时间 /s人工时效 温度 /?人工时效 时长 /h510 540
350 450
20 30
10 15
180 200
2 9
2HFQ 技术材料性能变化 2.1
硬度
板材初始状态下 , 维氏硬度约为 114。 经过 HFQ
后 , 人工时效前 , 成型构件的维氏硬度显著下降 , 约为 56。 此时构件强度较低表明构件已经被完全淬火 , 成 为过饱和固溶态 。
研究表明 , 人工时效时长对 HFQ 构件具有显著 影响 (图 2) 。 经过 HFQ 后的铝合金板材 , 在人工时 效 2h 以后 ,
材料强度提高约 75%。 当人工时效时间 为 2.5 3.75h , 成型件强度变化不明显 。 这表明成 型件强度在人工时效 2.5h 以后达到峰值 。 如果采 用该铝合金标准的人工时效时间 (9h ) , 与 2 3.75h 短人工时效相比构件强度由于过时效而降低 10%。 因此 , 可以得出结论 , 在 190? 进行人工时效 2.5h , 可以达到最大强度 。
图 2人工时效 (AA ) 与 HFQ 件硬度关系 Fig.2
Effects of artificial ageing (AA ) on the post-form
strength of HFQ formed parts
2.2拉伸性能
通过拉伸试验 , 对在该种成型工艺下的板材屈 服 、 极 限 强 度 和 延 伸 率 进 行 了 测 试 。 拉 伸 试 样 在 190? 进行人工时效 2.5h 后 , 材料单向拉 伸 的 应 力 — 延伸率曲线如图 3所示 。 图中曲线为 3次重复 试验得到的应力 — 延伸率曲线 。 从图 3上可见 , 材料 的屈服强度约 304MPa , 极限拉伸强度约为 325MPa , 延伸率约为 7.5%,
HFQ 的零件强度只比原始材料 (T6状态 ) 强度低 6%。 相比之下 , AA5754热冲压成 型件强度只有 121MPa 。
图 3应力 — 延伸率关系曲线 Fig.3
Stress-elongation curves
3HFQ 技术的应用
HFQ 技术可应用于不同系列铝合金板材成型 。
该成型工艺克服了传统铝合金板材热成型后材料性能
严重下降的缺点 ,
与冷成型相比显著提高了铝合金成 型极限 , 因此该成型工艺很快在汽车乃至航空工业得
到了应用 。 以某型号汽车发动机后盖为例 [
图 4(a ) ], 传统成型工艺无法一次性成型本构件 [图 4(b ) ]
。 冷 成型时 , 成型初期便发生了破坏 。 利用 HFQ 技术 , 通 过高温成型及利用材料的黏塑性特性显著提高了成型
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第 6
期
极限 , 可以实现一次整体成型 。 通过有限元分析结果
显示 , 该零件局部最大真实应变达 0.4[9]
。
(a ) HFQ 件
(b ) 冷成型件 (c ) 有限元分析
图 4某汽车用 HFQ 件与冷成型件比较
Fig.4
HFQ formed and cold formed automotive panels
图 5(a ) 是欧洲某民用客机上的一个结构件 , 采
用 2xxx 系列铝合金成型 。 该零件的传统成型方法是 对铝合金锻件进行机加工 , 材料利用率小于 10%。 冷成型无法成型该结构件 , 如图 5(b ) 所示 。 如果使 用 HFQ 技术 , 可以实现该零件的热冲压冷模具复合 成型 , 如图 5(c ) 所示 。 材料利用率达 95%以上 , 成
型速度快 。 如果进行批量生产 , 可以显著降低零件制
造成本 ,
提高生产效率 。 欧洲的铝合金热冲压板材复合成型件已实现工
业化生产 。 图 6是瑞典 AP &T 公司的热冲压生产线 示意图
[10]
。 该生产线完成了铝合金板材 HFQ 的全
自动化 , 显著提高了生产效率和产品质量的稳定性 。 (a ) 零件示意图
(b ) 冷成型件 (c ) HFQ 件
图 5
某航空结构件的 HFQ 件与冷成型件比较
Fig.5
HFQ formed and cold formed structure component of an airplane
图 6AP&T公司铝合金热冲压生产线 Fig.6
Commercial HFQ line of AP&T
4结语
使用 HFQ 技术可以提高薄壁板件的成型极限 ,
实现对复杂构件进行整体成型 , 从而达到对铝合金结 构件进行最大限度减重的目的 , 用以成型高性能的铝 合金构件 。 该技术将为结构设计人员提供更大的发 挥空间 , 甚至新的设计理念 , 可以成型复杂截面的构 件 , 有助于提高构件的刚度 , 达到减重的效果 。 通过 HFQ 技术 , 它可以完成对大尺寸铝合金板筋件的单
次作用成型 , 并且实现板筋件一体化的成型 。 该成型 技术非常适用于对航空航天领域蒙皮加筋结构的成 型 , 提高飞行器中蒙皮加筋结构件的强度 、 刚度 、 稳定 性和整体性 , 减少连接件数量 , 减轻结构质量 , 从而增 加飞行器 、 火箭等的有效载荷 , 并通过优化设计增加 飞行器舱内可利用空间 。
由于 HFQ 技术可应用于不同铝合金系列 , 该技术 将有助于解决回收再生铝合金的低成型性问题 , 在汽 车 、 航天 、 航空等领域采用回收再生铝合金有助于降低
生产成本 , 减少生产铝合金带来的环境污染 。 综上所 述 , HFQ 技术优点显著 , 在未来将具有广阔的应用前景 。
参考文献
[1]Cai J , Wang Y , Wu D , et al.Potential applications of hybrid forming of aluminum alloys in aircraft [C ].Proceedings of
the 64th
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(下转第 90页 )
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试样孔处 , 按仪器操作要求进行自检 、 调试和基线扫 描 , 在仪器正常情况下对试样进行测试 。 将试样孔处 的标准白板取下放上待测试片 (相对法 ) , 在波长 200 2600nm 进行扫描 , 得出试样相对于标准白板的太 阳反射率曲线 。 Aeroglaze Z 306黑漆 、 3M -101-C10velvet 黑漆 、 SB -3黑漆 、 SB -3A 黑漆 、 ERB-2B 黑漆的 ρS 测试结果见图 2。
图 25种涂层的 ρS 曲线
Fig.2Solar reflective curves of five samples
由图 2可见 , ERB-2B 、 Z 306、 3M -101-C10 velvet 、 SB -3和 SB -3A 黑漆 5种涂层的 ρ
S
曲线依次 由上而下排列 , SB -3A 黑漆的太阳反射率曲线最 低 , 其 αS 最高 , 消光性能应该最佳 , 具体数据见表 2。 表 25种涂层的太阳吸收率
Tab.2Solar reflective values of five samples
SB -3是目前国内使用最佳的消光漆 , 已经成功 应用于各类航天器和卫星的光学系统 。 而 SB -3A 黑漆 αS 高达 0.97 0.98; 体积电阻率在 104 106Ω·m , 具有更佳的消光性能和抗静电性能 , 在航天航空 领域中有广阔的应用前景 。
3结语
消光漆是一类在一定的波长范围内强烈吸收光 线以消除杂光或降低光线散射现象的油漆或涂料 , 主 要应用于航天器和卫星的光学系统 , 也可以应用于各 类光学仪器内部 。 因此 , 消光漆作为一种新型的功能 材料 , 在我国的许多领域有着极为广泛的应用前景 。 参考文献
[1]Brown RJ C , Brewer P J , T Milton M J.The physical and chemical properties of electroless nickel-phosphorus alloys and low reflectance nickel-phosphorus black surfaces [J ].Journal of Materials Chemistry , 2002(12) :2749
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(编辑 李洪 泉
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨 ) (上接第 87页 )
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vel lightweight metal forming technology for mass-production [C ].TTP 2013Conference , 2013
[10]http ://cn.aptgroup.com
(编辑 李洪 泉 ) —
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范文二:高强铝合金热冲压冷模具复合成型
高强铝合金热冲压冷模具复合成型
1123王 蔡晶琦 悦 陈桂才 王礼良
,( 1 100076)中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京
,( 2 中国航天科技集团公司北京 100048)
,( 3 帝国理工大学伦敦 SW72 AZ )
文 摘 。介绍了关于铝合金板材的一种热压冷模淬火复合成型工艺该工艺在铝合金板材的成型过 冲具
,,。,,程中同步完成铝合金板材的淬火随后进行人工时效极大地提高了铝合金板材的成型极限和强度因此成型
。,件具有更轻的质量更高的强度和更复杂的几何形状最后讨论了使用该成型工艺的成型件在航天领域应用前 。。,景通过对铝合金板材复合成型工艺和应用的介绍可为我国铝合金板材成型工艺发展和工业化提供参考
关键词 铝合金,复合成型,高强度
DOI: 10, 3969 / j, issn, 1007 ) 2330, 2014, 06, 020 : TG3中图分类号
Hybrid Forming of Aluminum Alloys
1123 CAI JingqiWANG YueCHEN GuicaiWANG Liliang
( 1 China Academy of LauncVheh icle Technology ,,DCe nter,Beijing 100076)
( 2 China Aerospace Science and Technology Corporation,Beijing 100048)
( 3 Imperial Colleg,eLondon SW7 2AZ)
Abstract A new forming proces,sthe hybrid forming of aluminum alloys is introduced in this paper, This forming process has been applied in high-class vehicles, In this proces,sthe aluminum alloy sheeti s formed and quencheimd- s ultaneously followed by a second stager epcipitation period, By using this forming proces,sthe formability and strength of aluminum alloys has greatly improved, A muchl ighter and stronger mcoponent,with more cmoplex geometry can be
obtained, The potential application of hybrid formed lauminum alloys componentsin aircrafts is discussed, This paper provides references forr mfoing and processing of aluminum alloys,as well as thei ndustrialization of HFQ in China,
Key words Aluminum alloys,Hybrid forming,High strength
,0 花汽车技术团队的模拟仿真 结 果 表 明对 于 同 一 构 引言
,,航天领域中对减重的需求日益增长,以达到增大 件相比较于传统的玻璃纤维加强塑料件应用该技
。,术成型出的结构件可以显著减重航天领域中很多 。飞行器或火箭运载能力的目的这就要求在飞行器
或者火箭的结构件中尽量使用可以一体化成型的高 大尺寸复杂铝合金结构件是锻造或者由铸件切削成 。( HFQ) 强轻质合金铝合金热冲压冷模具复合成型,、。型成本高成型效率低与这些传统的成型工艺相 ,技术就是在这种需求背景下应运而生用以成型高强 ,HFQ ,比较具有显著的优点因此在航天领域拥有广 ,轻质铝合金结构件并且适用于成型复杂形状的各种
、。HFQ ,结构机构等零部件是一项创新性技术该技 。阔的应用前景本文对铝合金热冲压复合成型工艺 ,1) 8,10 。术的研发已 有 年 左 右 的 历 史 该 成 型 工 艺 。和应用进行介绍 ,9,,。已成功应 用 于 高 端 汽 车 领 域例 如 莲 花 汽 车莲 1 HFQ 技术和工艺参数选择
以 AA6082 板材为例,对铝合金热冲压复合成型
: 2014) 02 ) 17; : 2014) 08 ) 06收稿日期修回日期
作者简介: 蔡晶琦,1982 年出生,工程师,主要从事飞行器设计和金属材料板材成型工艺研究。E )m ail: surprising@ 163, com
/ / www, yhclgy, com 2014 http: 6 — 85 — 宇航材料工艺 年 第 期
, 5 : 3, 75 h,。。AA6082 2过程和 工艺参数进行介绍板 材 主 要 合 金 为 成型件强度变化不明显这表明成 成分见表 1。 2, 5 h 。型件强度在人工时效 以 后 达 到 峰 值如 果 采
表 1 AA6082 板材主要化学成分 ( 9 h) ,2 : 3, 75 h用该铝合金标准的人工时效时间与 Tab, 1 Chemical composition of the AA6082 sheet 短人工时效相比构件强度由 于过时效而降低 10% 。
wt% ,,190? 2, 5 h, 因此可以得出结论在 进行人工时效
其他 。可以达到最大强度 Si Fe Cu Cr Mg Zn Ti Al 单个 合计
0,5 : 0 : 0,2 : 0,15 :0 , 45 : 0 : 0 : 0 : 0 : 余量 1,2 0,5 0,6 0,35 0,9 0,2 0,15 0,05 0,1
HFQ ,采用 技术时首先根据成型件及模具尺寸
。对板料进行预切割预切割板料尺寸对成型件质量
,,有显著影响如果板料初始尺寸过大成型时易发生
; ,。破坏如果板料初始尺寸过小成型件不完整可采
。用线切割以保证预切割板料尺寸的精确度
HFQ ,1 工艺可分为四个工步其技术原理如图
。,所示板料先被加热到固溶处理温度然后被迅速放
HFQ 2 ( AA) 图 人工时效与 件硬度关系 ,、。入模具并用冷模具进行快速成型淬火并保压这 Fig, 2 Effects rotfif icaial ageing ( AA) on the ospt-form 样的快速成型过程可以保证铝合金板材的微观组织 strength HFoQf formed aprts 。成为过饱和固溶体状态成型前要对模具涂抹润滑 2, 2 拉伸性能 。HFQ ,剂如 果 中采用的是可热处理的铝合金对 通过 拉 伸 试 验,对在该种成型工艺下的板材屈 HFQ 零件进行后续人工时效可以显著提高成型零件 、。 服极限强度和延伸率进行了测 试拉 伸 试 样 在 。AA6082 HFQ 的强度的 主要工艺参数参考值如表 ,6,190? 2, 5 h ,进 行 人 工 时 效 后材 料 单 向 拉 伸 的 应 2 所示。
—3 。3 力延伸率曲线如图 所示图中曲线为 次重复
—。3 ,试验得到的应力延伸率曲线从图 上可见材料
304 MPa,325 MPa, 的屈服强度约 极限拉伸强度约为
7, 5% ,HFQ 延伸率约为 的零件强度只比原始材料
( T6 ) 6% 。,AA5754 状态强度低 相比之下热冲压成
121 MPa。型件强度只有
HFQ 1 图 技术过程示意图
Fig, 1 Schematic of four stagein a tsy pical HFQ proces s
2 HFQ 表 技术主要工艺参数
Tab, 2 Key processing parameters of HFQ
成型速度 预热温度 模具温度 模具保压 人工时效 人工时效 ) 1/ ? / ? / mm?s / s/ ?/ h时间 温度 时长 3 —图 应力延伸率关系曲线 Fig, 3 Stres-selongation curves 510 : 540 350 : 450 20 : 30 10 : 15 180 : 200 2 : 9
HFQ 技术的应用 3 2 HFQ 技术材料性能变化 HFQ 技术 可 应用于不同系列铝合金板材成型。 2, 1 硬度
板材初始状态下,维氏硬度约为 114。经过 HFQ 该成型工艺克服了传统铝合金板材热成型后材料性能
,严重下降的缺点与冷成型相比显著提高了铝合金成 ,,,后人工时效前成型构件的维氏硬度显著下降约为
。,56,型极限因此该成型工艺很快在汽车乃至航空工业得 此时构件强度较低表明构件已经被完全淬火成
。。,4( a) ,, 到了应用为过饱和固溶态 以某型号汽车发动机后盖为例图
,HFQ ,4( b) ,。研究表明人工 时 效 时 长 对 构 件 具 有 显 著 传统成型工艺无法一次性成型本构件图 冷 ( 2) 。,。HFQ ,HFQ ,影响图 经 过 后的铝合金板材在 人 工 时 成型时成型初期便发生了破坏利用 技术通 2 h ,75% 。效 以后材料强度提高约 当人工时效时间 过高温成型及利用材料的黏塑性特性显著提高了成型 — 86 — http: / / www, yhclgy, com 2014 6 宇航材料工艺 年 第 期
,9,。,极限可以实现一次整体成型通过有限元分析结果 , 4。,0显示该零件局部最大真实应变达
( a) HFQ c) ( b) ( 件冷成型件有限元分析
图 4 某汽车用 HFQ件与冷成型件比较 Fig, 4 HFQ formed andc old formeda utomotive panels
a) 。5 ( ,,图 是欧洲某民用客机上的一个结构件采 如果进行批量生产可以显著降低零件制 型速度快
2xxx 。造成本,提高生产效率。 用 系列铝合金成型该零件的传统成型方法是
,10% 。 对铝合金 锻 件 进 行 机 加 工材料利用率小于 欧洲的铝合金热冲压板材复合成型件已实现工
。。6 AP , T ,5 ( b) 冷成型无法成型该结构件如图 所示如果使 业化生产图 是瑞典 公司的热冲压生产线
,10,HFQ ,。HFQ 用 技术可以实现该零件的热冲压冷模具复合 示意图该生产线完成了铝合金板材 的 全
,5 ( c) 。,。95% ,成型如 图 所 示材 料 利 用 率 达 以 上成 自动化显著提高了生产效率和产品质量的稳定性
HFQ ( a) ( b) ( c) 件 零件示意图 冷成型件
5 HFQ 图 某航空结构件的 件与冷成型件比较
,Fig, 5 HFQ formed andc old formed structure componenirplante o次作用成f an a型并且实现板筋
。件一体化的成型该成型 技术非常适用于对航空航
,天领域蒙皮加筋结构的成 型提高飞行器中蒙皮加
、、,筋结构件的强度刚度稳定 性和整体性减少连接件
,,、数量减轻结构质量从而增 加飞行器火箭等的有效
,载荷并通过优化设计增加 飞行器舱内可利用空
。间
HFQ ,由于 技术可应用于不同铝合金系列该技术
,将有助于解决回收再生铝合金的低成型性问题在汽
、、车航天航空等领域采用回收再生铝合金有助于降低
,。生产成本减少生产铝合金带来的环境污染综上所 P,T 6A图 公司铝合金热冲压生产线 述,HFQ 技术优点显著,在未来将具有广阔的应用前景。 Fig, 6 Commercial HFQ line of AP,T
参考文献 4 结语
,1, Cai J,WangY ,Wu D,et al, Potential applications of HFQ , 使用 技术可以提高薄壁板件的成型极限hybrid forming of lauminum alloys in aircraft,C,, Proceedings of ,实现对复杂构件进行整体成型从而达到对铝合金结 th the 64International Astronautical Congres,s2013 ,构件进行最大限度减重的目的用以成型高性能的铝 ,2, Garrett, P ,Lin J,DeanT A, Solution Heat Treatment
。合金构件该技术将为结构设计人员提供更大的发 and cold die quenching in forming AA 6xxx sheet mcpoonents:
Feaisbility stud,yM,, Geiger M,Duflou J,Kals H J ,Jeds, Er- ,,挥空间甚至新的设计理念可以成型复杂截面的构
langen,GE,MANY: Trans Tech Pluicbations Ltd,2005: 673) 80 ,,。件有助于提高构件的刚度达到减重的效果通过 ( 下转第 90 页) HFQ ,技术它可 以完成对大尺寸铝合金板筋件的单
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、,试样孔处按仪器操作要求进行自检调试和基线扫 。 领域中有广阔的应用前景 3 结语 ,。描在仪器正常情况下对试样进行测试将试样孔处
消光漆是一类在一定的波长范围内强烈吸收光 ( ) ,200的标准白板取下放上待测试片相对法在波长
,线以消除杂光或降低光线散射现象的油漆或涂料主 : 2 600 nm ,进行扫描得出试样相对于标准白板的太
, 要应用于航天器和卫星的光学系统也可以应用于各 。AeroglazeZ 306 、3M )101 ) 阳反射 率 曲 线黑 漆。,类光学仪器内部因此消光漆作为一种新型的功能 C10 velvet 、SB ) 3 、SB ) 3A 、E,B ) 2B 黑漆黑漆黑漆,。材料在我国的许多领域有着极为广泛的应用前景 2。黑漆的 ρ测试结果见图 S 参考文献
,1, Brown, JC ,BrewerP J,T Milton M J, The phsyical
and chemical properties of leectroles s nickel-phosphorus alloys
and low reflectance nickel-phosphorus black surface,sJ,, Journal
of Materials Chemistry,2002( 12) : 2749
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black coatings-reflectance and ageing characteristics in the 0, 32
: 14, 3 m wavelength range,J,, Optics Communications,2007 μ
( 270) : 262 )
272
,,,3, , 曾一兵张廉正胡连成俄罗斯空间有机热控涂层
,J, ,1998,7( 4) : 31 ) 63,的发展现状及动向航天器工程 2 5 图 种涂层的 ρ曲线 S ,,,,4, , Fig, 2 Solar reflective curves fiovef samples 张建贤邹永军徐蕾等黑色有机热控 涂 层
,C,, 第九届空间热物理专题学术研讨 会 论 文中国空间技术,,B )2 B、Z 306、3M )101 )C 10 2 ,E由图 可 见2009: 425) 427, 院 研究velvet、SB ) 3 SB ) 3A 5 和 黑漆 种涂层的 ρ曲线依次 S ,5, 徐幸梓,王必本,刘天模, 碳纳米管性能的研究进展 SB )3 A ,由上而 下 排 列黑 漆 的 太 阳反射率曲线最 ,J,, 材料导报,2001,15( 11) : 43 ) 44 ,,,2。低其 α最高消光性能应该最佳具体数据见表 S ,6, http: / / www, nasa, gov / topics / technology / features / new )n ano, html 表 2 5 种涂层的太阳吸收率
Tab, 2 Solar reflective values of five samples,7, Evangelos Theocharou,sJohn Lehman, The evaluation
ααof ap yroelectric detectorw ith a sprayed camrboulti-nw all nano- 涂层 涂层 SS
tube black coating in the infrared,J,, Infrared Physics , Tech- E,B ) 2B 0, 95SB ) 3 0, 97
Z 306 0, 96 SB ) 3A 0, 98 nology,2011,54: 34 ) 38
,,8, , M,, : 3M velve t0, 97 闵桂荣卫星热 控 制 技 术北 京中 国 宇 航 出 版
,1991: 366) 379社 SB ) 3 ,是目前国内使用最佳的消光漆已经成功 ,,9, ,,, 徐蕾邹永 军顾 新 伟等热控涂层太阳吸收率的 应用于各类航天器和卫 星 的 光 学 系 统。而 SB )3 A ,,C,, 测定第六届空间热物理会议论文集中国空间技术研究 4 6 黑漆 α高达 0, 97 : 0, 98; 体积电阻率在 10: 10 ? Ω S ,2003: 374) 376院
m,,具有更佳的消光性能和抗静电性能在 航 天 航 空 ( 编辑 李洪泉) 檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨 ( 上接第 87 页)
,3, Lin J,DeanT A,Garrett, P,et al, A proces ins form- ,7, MohamedM S,FosterA D,Lin J,et al, Investigation
ing high strength andc omplex-shaped Al-alloy sheet mcpoonentsof deformation and afilure featuresin hot stamping of AA6082: ,P,, British Patent,Vol, WO2008059242,UK2008 Experimentation and modeling,J,, International Journal of Ma-
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ponent of mp lecxo shape frolm umi nauma-lloy shee,t involves ,9, WangL ,Lin J,FakirO E,et al, HFQ forming: a no-
vquenching heated sheets betlwd eediens inc osolution and maintai- el lightweight metal forming technology for mas-sproduction
ning shape oheef st,M,, Imperial Innovations Ltd ( Unlo) ,2011: 13 ,C,,TT P 2013 Conference,2013
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ter, Sci, Eng, A-Struct, Mater, Prop, ,2011,528: 2648) 2656
— 90 — http: / / www, yhclgy, com 2014 6 宇航材料工艺 年 第 期
范文三:热成型常用模具
这里说的热成型模具,即吸塑模具,指吸塑生产时所用的模具。模具钻有小孔, 用于真空吸附热化的硬胶片,形成吸塑产品。
吸塑常用的成型、冲裁模具种类有:电木模、电解铜模、铝模、热合模具、高频 模具、刀冲孔模、合金模、陶瓷模等。
1. 石膏模
石膏模主要是采用吸塑手板石膏粉。 若提供图纸, 则按图纸数据及要求, 将石膏 材料, 经铣床及手工完成模具制作; 若提供实物, 则先将实物用手工泥完成模具 之轮廓,真空成型成真空罩,再复出石膏模具,并将该模具进行修改完成,约需 2-4天时间。 石膏模具制作容易, 时间较短, 有利于产品包装的修改, 价格较低, 但耐用程度较低,经过一段时间使用后,较易损坏,所生产之产品透明度较差, 主要适用于首板确认以及外包装透明度要求不高之产品。
2. 电木模
采用进口发热材料、 日产高温胶布和优质铜钉制作各类电木模, 具有发热均匀以 及封口效果佳等特点,可适用于各类圆盘机、台湾产推拉机以及全自动链条机, 主要应用于纸卡和泡壳的热合包装。
3. 铜模
按照产品设计要求, 制成石膏模后, 用石膏模具生产出真空罩, 在真空吸塑罩上 喷铜粉,再将真空罩放于电解缸,待表面达 5-8MM 厚时,将模具注入石膏,注真 空气孔,并将模具表面打磨光滑,即可使用;约需 3-5天时间 . 属金属模具类, 所以比较耐用, 用此类模具所生产之产品外观及透明度较好, 模具制作价格较低, 用途比较广泛,是通常情况之首选模具。
4. 铝模
按照所提供的图纸或样板,通过 CAM 等编程软件出程序,由数控机床加工完成, 然后手工完成其他,如气孔、倒扣位置制作,将模具打磨光滑即可。有特殊要求 的还需喷涂特氟龙或喷沙。使用 ZL401、 6061和 7075等铝质材料制成,此类模 具精确度高及所生产之产品轮廓、 角度比较美观, 并且耐用程度非常之高, 价格
亦属四类模具之首。主要适用于电子、礼品、玩具、医药、文具……等外观及尺 寸要求较高之产品。事实上合金铝模是大批量及高要求的吸塑生产之首选模具, 相对于石膏模、铜模、胶模更经久耐用、节时省电、生产效率高及废品率极低等 优点。
5. 胶模
胶模通常是按照产品设计要求, 制成石膏模后, 用石膏模具生产出真空罩, 用特 制之耐高温树脂材料,注入真空罩中,待模具干透后,进行钻孔,打磨完成,约 需 3-5天时间。 树脂模具价格较铜模具及石膏模具高,但使用程度与铜模相当, 比较耐用, 可以解决铜模及石膏模无法处理的一些技术问题, 如产品墙身出现水 纹,用此类模具可以有较好效果,主要适用于特别要求之产品。
6. 热合模
热合模具采用优质铜或合金铝, 主要针对 PET 高周波热封难的问题, 表面处理采 用特氟龙,针对 PET 粘模,压边花纹采用电脑刻花,纹路清晰、大小均匀一致, 可根据用户要求定制各类花纹。
7. 高频模具
高频模具材料为优质压线, 切刀为激光刀, 切边光滑无任何毛刺边撕料, 压边花 纹采用电脑刻花,纹路清晰、大小均匀一致,可根据用户要求定制各类花纹。主 要用于双泡壳(PVC 或 PETG )的熔接。
8. 刀模冲孔模
刀模冲孔模主要用于冲裁和打孔(圆孔、飞机孔和蝴蝶孔)。
不考虑刀模和冲孔模, 吸塑生产用的模具, 成本最低的是石膏模, 其次是电镀铜 模,再次的是铝模,最贵是合金模。
总而言之, 由于模具生产厂和车间的生产对象比较繁琐, 并且多少又是单件、 小 批量, 从而为模具生产定额的制定和管理带来一定的难度, 再加上各厂和车间的
生产方式、设备、技术素质又不太一样,所以在制定定额时,必须要根据本厂和 车间的实际情况, 找出适当的方法制定出既先进又合理的工时定额, 以提高劳动 生产率的目的。
范文四:[精彩]高强钢板热冲压成型概述
高强钢板热冲压成型概述
高强度钢板是指牌号Q420钢,强度高,特别是在正火或正火加回火状态有较高的综合力学性能。主要用于大型船舶,桥梁,电站设备,中、高压锅炉,高压容器,机车车辆,起重机械,矿山机械及其他大型焊接结构件。
牌号Q460钢,强度最高,在正火,正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能,全部用铝补充脱氧,质量等级为C、D、E级,可保证钢的良好韧性的备用钢种。用于各种大型工程结构及要求强度高,载荷大的轻型结构。
热冲压成形技术,是将硼钢钢板(初始强度为500,600MPa)加热至奥氏体化状态,快速转移到模具中高速冲压成形,在保证一定压力的情况下,制件在模具本体中以大于27?/s的冷却速度进行淬火处理,保压淬火一段时间,以获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件的成形方式。
目前热成形用钢有4种:Mn-B系列,Mn-Mo-B系列, Mn-Cr-B系列,Mn-W-Ti-B系列(B钢的应用主要是为了提高钢板的淬透性)。其中,汽车覆盖件热成形钢板一般分为带涂层钢板以及不带涂层钢板两种。
不带涂层钢板加热时需要保护气体保护,成形后一般需要喷丸处理,以消除表面的氧化皮。
热冲压成形技术分直接热成形以及间接热成形两种。
目前对汽车的碰撞安全性要求越来越高,同时,对汽车的二氧化碳排放量限制越来越严格。因此,人们不得不努力一种质量较轻,同时强度又较高的汽车覆盖件生产工艺。
在高强度下,采用普通的冷冲压方式,最终成形零件的回弹以及模具的磨损等都难以解决,在这种情况下产生了热成形高强度马氏体钢及相应的工艺成形技术,其应用也取得了进一步的发展。
热冲压成形的优点:得到的是超高强度的车身零件;可以减轻车身重量;能提高车身安全性、舒适性;改善了冲压成形性;提高了零件尺寸精度;可以提高焊接性、表面硬度、抗凹性和耐腐蚀性;降低了冲压机吨位要求。
范文五:芯子融套冲压成型模具工艺卡片
工厂名称 冲压 标记 零件代号 D002 文件代号
工艺
卡片
车间名称 零件名称 支撑圈 共 2页 材料名 毛 条 材料利用情况 产品型号 1.0mm×1000mm×800mm
称规格 坯 料
尺 08钢 单 每台件数 1.0mm×1000mm×80mm 材料利用率71.75%
寸 t=1.0mm 件
工 工 工序或工 加工草图 设备 工 量 备 定 序 步 步内容 具 具 注 额 I 剪板 剪板机 卷 22
1 检查材料 Q11,尺 00
(1) 厚度t,1.0 2.5×条
(2) 表面质量: 2000 /
平整、无气泡、 1000mm×80mm 班
分层、锈蚀、白 次
膜。
2 剪切检验(按
工艺要求)
II 落料拉深 落 32
1 校装模具 料 00
2 检验(按工艺要 拉 片
求) 深 /
(1) 拉深区无 模 班
拉裂、起皱现象 次
(2) 首检3件 JB21-63
以上,每2小时
抽检一次
III 二次拉深 32
1 校装模具 00
2 检验(按工艺要 拉 片
求) 深 /
(3) 拉深区无 模 班
拉裂、起皱现象 次
(4) 首检3件 JB21-63
以上,每2小时
抽检一次
1
? 1 冲孔修边 32
2 校装模具 冲 00
检验(按工艺要 孔 片
求) 模 /
班
次
? 翻边
1 校装模具
2 检验(按工艺要
求) 32
达到产品的尺寸 翻 00
精度公差范围 JB21-63 边 片
模 /
班
次
VII 检验 0,25
根据工件图, 千分尺
按公司的质量规定 0,125
进行分批抽验 游标
卡尺
张名扬 10.4.8 编制 校审 批准 实施
对 核 日期 标 处 文 签 日 10年 记 数 件 字 期 4月 号 8日
2
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