铝合金零件热成形技术优化方案

铝合金零件热成形工艺是20世纪80年代逐渐发展起来的新工艺，它主要解决了室温成形的种种工艺问题，如减薄量超差、表面粗糙、表面裂纹、开裂及起皱等。在此以前，铝合金零件的热成形（防锈铝、锻铝除外）几乎成为航空制造业界的“禁区”。

热成形时，铝合金板材加热到相变温度以下的某个温度范围，立即成形，既改善、提高了材料的塑性变形性能，又能保证材料的热处理状态不会改变。

各种钣金成形工艺方法在一些特定的温度范围内，都可采用热成形。

1.适合热成形的铝合金零件类型

（1）延伸系数过小的拉深件

（2）原材料为“T××××”、O状态的零件

（3）凹形转角小、拉深高度偏大、减薄量要求严格的盒形件

（4）带有多个鼓包或鼓包深度过大的零件

（5）凹形转角小、弯边高、局部易开裂的橡胶成形零件

（6）带有压窝、凸缘翻边孔等局部变形量过大的局部成形零件

（7）弯曲半径远远小于材料最小弯曲半径的零件

（8）其他需要热成形的零件

2.热成形工艺设计

铝合金板材热成形温度及累计加热时间 铝合金板材的热成形温度及累计加热时间按表8-9所列的下限选择。

表8-9 铝合金板材的热成形温度及累计加热时间

说明：（1）指定合金和状态在热氛围中的最长暴露时间，除非重复热处理或情况表明合金强度已经丧失。

（2）根据某公司热处理的规定，如果在热氛围中暴露时间像退火或热处理那样受控，2024-O、7075-O包铝板的名义厚度＞0.025in（0.635mm）时，可以在720～820°F（382～437℃）温度范围内热成形。

在热氛围中的最长暴露时间如下所示：

板材名义厚度 720°F（382℃）以上的允许时间

0.026～0.032in（0.66～0.81mm） 70min(www.xing528.com)

0.033～0.053in（0.84～1.35mm） 80min

0.054～0.090in（1.37～2.29mm ）90min

0.091～0.125in（2.31～3.18mm） 100min

＞0.125（＞3.18mm） 120min

3.热成形模具

铝合金热成形模具与室温成形模具基本相同，只是在模体上制出几个通孔，以便插入电热管加热模具。

4.加热设备

铝合金热成形用的加热设备有可控温的电炉、加热平台、电源加热车及红外线加热器等，加热温度控制在±5℃。

5.铝合金热成形过程

1）调试机床，安装模具到位。模具与机床接触面之间加垫隔热石棉板。

2）将电热管插入模具加热孔中，所用电热管的数量按需要确定。模具表面覆盖石棉布以起保温作用。

3）接通电加热装置，设置目标温度，持续加热，使模具表面达到期望的温度。该加热过程用时较长。

4）使用热电偶或测温笔测量模具表面温度（三点测量），判断其是否达到使用温度（零件热成形温度+50℃）。

5）加热零件坯料达到热成形温度，可以放在模具上依靠热传导加热，也可以放在电炉内、加热平台上加热。随时用热电偶或测温笔测量是否达到热成形温度。该加热过程瞬间完成。

6）当模具、零件坯料载体温度同时达到目标温度时，迅速转移坯料至模具上，起动机床，成形一次完成。

6.铝合金板材热成形工艺要点及对策

1）模具加热温度高于零件加热温度，一般高50℃左右，以避免成形过程中温度降低过多。

2）零件坯料在模具上加热时，要随时使用热电偶或测温笔进行监控测量。

3）若零件坯料加热后需要在工作现场转移时，应取较高的温度值。