一种应用于铝材的弯曲成型工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于铝材的弯曲成型工艺，属于机械加工技术领域。该应用于铝材的弯曲成型工艺包括前处理、弯曲成型和后处理；其中，前处理主要包括挤压和淬火，挤压在挤压机的挤压筒中进行，经过挤压模具挤出得到挤压型材，挤压筒温度为410?430℃，挤压模具温度为460?470℃，挤压杆推进速度为4.0?5.0mm/s，挤压出口温度为500?550℃。本发明针对铝材弯曲成型工艺的前处理进行了改进，保证了铝材的机械性能稳定性，为后续弯曲成型得到的产品的尺寸稳定性、弧度稳定性、成品率和产能提供了重要保障。
【专利说明】
一种应用于铝材的弯曲成型工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种应用于金属塑性的加工工艺，尤其涉及一种应用于铝材的弯曲成型工艺，属于机械加工技术领域。
【背景技术】
[0002]由于铝合金具有密度低、强度高、塑性好、导热性和抗蚀性较好等一系列优异的特点，其弯曲件作为结构件被广泛应用于航空、航天、舰船、汽车等领域。
[0003]尤其是，随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国交通运输产业持续增长，汽车产量和消费持续增长。而在全世界要求节能环保的大形势下，交通运输业的飞速发展同时也面临着能耗、排放和环保等方面的问题。而汽车油耗除了取决于发动机的性能外，还和整车重量密切相关。汽车重量越轻，其生产所消耗的原材料和能源消耗以及使用过程中的燃油消耗和污染物排放就会显著降低，是实现节能、环保的最有效途径。而铝合金作为一种轻质材料正是汽车轻量化最理想的材料，在汽车车身上的应用比重正在不断上升，如发动机罩、行李箱盖、各种装饰件、车身零部件以及全铝车身。
[0004]随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，对产品质量、稳定性和产能的要求越来越高。而传统的铝材弯曲成型工艺下，由于受工艺条件或操作的影响，铝材弯曲成型后的产品可能出现各种不同的缺陷。产品质量、稳定性等方面无法得到完全的保证，因此产品的次品率较高，严重制约了产品的产能。
[0005]而现有技术中，关于对招材弯曲成型工艺进彳丁改性，以提尚广品弯曲后性能稳定性和产能的相关技术报道较少。虽然中国发明专利(公开号:CN102729048A)公开了一种汽车用铝合金保险杠型材弯曲成形方法及装置，该方法通过对型材进行在线矫直，在温热状态下对型材进行弯曲并淬火，可以预防传统型材弯曲方法出现的缺陷，而且效率高，减少了废料的产生和降低了成本。但是，由于工艺条件或操作的影响，该方法弯曲后得到的产品质量、稳定性等仍然有待提尚。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种弯曲效果好、稳定性和产能较高的铝材弯曲成型的工艺。
[0007]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述工艺包括前处理、弯曲成型和后处理；
[0008]其中，所述前处理包括挤压和淬火，所述挤压在挤压机的挤压筒中进行，经过挤压模具挤出得到挤压型材，挤压筒温度为410-430 V，挤压模具温度为460-470 V，挤压杆推进速度为4.0-5.0mm/s，挤压出口温度为500-550 °C。
[0009]铝材弯曲成型工艺的前处理过程决定了铝材的机械性能稳定性，而铝材优异的机械性能稳定性是后续弯曲成型得到的产品的尺寸稳定性、弧度稳定性、成品率和产能的重要保障。因此，本发明为了保证产品的弯曲效果，提高产品的稳定性、成品率和产能，针对铝材弯曲成型工艺的前处理进行了改进，主要包括挤压和淬火。
[0010]其中，挤压过程中，挤压出口温度(即最高温度)是挤压过程中最重要的一个参数，它决定了挤压过程的成败，以及挤压得到的型材的组织性能是否均匀、稳定。而挤压出口温度取决于挤压筒的温度、挤压模具的温度、挤压速度等综合因素。因此，本发明通过综合限定挤压筒的温度、挤压模具的温度和挤压速度，将挤压出口温度控制在500-5500C，保证Mg、Si合金元素充分固溶，从而使挤压得到的型材的组织性能更均匀、稳定，保证得到的挤压型材的表面质量和断面尺寸稳定性。
[0011]另外，本发明挤出得到挤压型材后即进行淬火处理，而淬火处理是铝型材加工过程中重要的工序。传统的铝型材淬火工艺是采用离线淬火炉来实现淬火处理，这种工艺有能耗高及生产周期长等缺点。而本发明采用的是在线淬火技术，即挤压后直接淬火冷却，其充分利用了挤压产生的余热，有降低能耗、缩短工艺流程及提高生产效率等优点。
[0012]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述挤压出口温度为520_540°C。
[0013]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述挤压前先将铝合金坯料加热到450-470 °C。
[0014]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度WC/s。淬火冷却强度彡7°C/s是指每秒温度降低7度以上。本发明挤压得到的挤压型材进行在线淬火处理，使Mg2Si化合物完全溶于固态铝中以防止Mg2Si强化相的析出，使得合金元素Mg和Si保留在过饱和固溶体中。从而保证挤压型材的固溶效果，防止第二相析出和晶粒长大、晶界粗化。
[0015]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述淬火后还进行矫直处理。本发明将经过淬火后的挤压型材在机上进行拉直，保证挤压型材的直线度，同时降低淬火后挤压型材的宏、微观的内应力。
[0016]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述矫直处理过程中，拉伸长度为1-
[0017]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述矫直处理后还经过自然时效处理。
[0018]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述自然时效在密封条件下进行，时间彡7天。
[0019]本发明将经过矫直处理后的挤压型材进行自然时效处理，有利于提高挤压型材的尺寸稳定性。而且，本发明自然时效处理在密封条件下进行，不但起到防尘的作用，同时还能防止空气流动对自然时效稳定性的影响。
[0020]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述后处理为二次时效处理。本发明挤压型材在弯曲后还进行了二次时效处理，保证了产品的力学性能，而产品的力学性能也保证了弯曲后产品弧度的稳定性。
[0021]在上述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，所述二次时效处理的温度为165-175°C，时间为8-1 Oh。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下几个优点:
[0023]1.本发明针对铝材弯曲成型工艺的前处理进行了改进，保证了铝材的机械性能稳定性，为后续弯曲成型得到的产品的尺寸稳定性、弧度稳定性、成品率和产能提供了重要保障。
[0024]2.本发明前处理的挤压过程中，通过综合限定挤压筒的温度、挤压模具的温度和挤压速度，将挤压出口温度控制在500-5500C，保证Mg、Si合金元素充分固溶，从而使挤压得到的型材的组织性能更均匀、稳定，保证得到的挤压型材的表面质量和断面尺寸稳定性。
[0025]3.本发明采用在线淬火技术，充分利用了挤压产生的余热，有降低能耗、缩短工艺流程及提高生产效率等优点。
[0026]4.本发明挤压型材弯曲后还进行二次时效处理，保证了产品的力学性能，也保证了弯曲后产品弧度的稳定性。
【具体实施方式】
[0027]以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0028]以下实施例铝合金坯料可以为一系、二系、三系、四系、五系、六系、七系、八系、九系铝合金材料中的任一。
[0029]实施例1:
[0030]将铝合金坯料预先加热到450°C，然后将加热后的铝合金坯料放入挤压机的挤压筒中进行挤压，经过挤压模具挤出得到挤压型材。其中，挤压机的挤压模具温度为460°C，挤压筒温度为410°C，挤压杆推进速度为4.0mm/s，挤压出口温度为500°C。挤出得到挤压型材后，直接进行淬火冷却，控制淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度多7°C/s。淬火后挤压型材进行矫直处理，拉伸长度为I %，然后在密封条件下自然停放7天以上。
[0031]取自然停放7天以上的挤压型材根据产品所需要求进行切割，然后根据产品所需弧度要求将切割好的挤压型材在拉伸弯曲机上通过靠模方式制得产品坯件。然后将产品坯件在温度为165°C的条件下进行二次时效10h，得到最终产品。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性较好，成品合格率为83 %以上。
[0032]实施例2:
[0033]将铝合金坯料预先加热到455°C，然后将加热后的铝合金坯料放入挤压机的挤压筒中进行挤压，经过挤压模具挤出得到挤压型材。其中，挤压机的挤压模具温度为465°C，挤压筒温度为415°C，挤压杆推进速度为4.0mm/s，挤压出口温度为520°C。挤出得到挤压型材后，直接进行淬火冷却，控制淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度多7°C/s。淬火后挤压型材进行矫直处理，拉伸长度为1.5 %，然后在密封条件下自然停放7天以上。
[0034]取自然停放7天以上的挤压型材根据产品所需要求进行切割，然后根据产品所需弧度要求将切割好的挤压型材在拉伸弯曲机上通过靠模方式制得产品坯件。然后将产品坯件在温度为168°C的条件下进行二次时效9h，得到最终产品。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性较好，成品合格率为84%以上。
[0035]实施例3:
[0036]将铝合金坯料预先加热到460°C，然后将加热后的铝合金坯料放入挤压机的挤压筒中进行挤压，经过挤压模具挤出得到挤压型材。其中，挤压机的挤压模具温度为465°C，挤压筒温度为420°C，挤压杆推进速度为4.5mm/s，挤压出口温度为530°C。挤出得到挤压型材后，直接进行淬火冷却，控制淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度多7°C/s。淬火后挤压型材进行矫直处理，拉伸长度为1.5 %，然后在密封条件下自然停放7天以上。
[0037]取自然停放7天以上的挤压型材根据产品所需要求进行切割，然后根据产品所需弧度要求将切割好的挤压型材在拉伸弯曲机上通过靠模方式制得产品坯件。然后将产品坯件在温度为170°C的条件下进行二次时效9h，得到最终产品。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性较好，成品合格率为84%以上。
[0038]实施例4:
[0039]将铝合金坯料预先加热到465°C，然后将加热后的铝合金坯料放入挤压机的挤压筒中进行挤压，经过挤压模具挤出得到挤压型材。其中，挤压机的挤压模具温度为470°C，挤压筒温度为425°C，挤压杆推进速度为5.0mm/s，挤压出口温度为540°C。挤出得到挤压型材后，直接进行淬火冷却，控制淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度多7°C/s。淬火后挤压型材进行矫直处理，拉伸长度为2 %，然后在密封条件下自然停放7天以上。
[0040]取自然停放7天以上的挤压型材根据产品所需要求进行切割，然后根据产品所需弧度要求将切割好的挤压型材在拉伸弯曲机上通过靠模方式制得产品坯件。然后将产品坯件在温度为172°C的条件下进行二次时效8h，得到最终产品。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性较好，成品合格率为83%以上。
[0041 ] 实施例5:
[0042]将铝合金坯料预先加热到470°C，然后将加热后的铝合金坯料放入挤压机的挤压筒中进行挤压，经过挤压模具挤出得到挤压型材。其中，挤压机的挤压模具温度为470°C，挤压筒温度为430°C，挤压杆推进速度为5.0mm/s，挤压出口温度为550°C。挤出得到挤压型材后，直接进行淬火冷却，控制淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度多7°C/s。淬火后挤压型材进行矫直处理，拉伸长度为2 %，然后在密封条件下自然停放7天以上。
[0043]取自然停放7天以上的挤压型材根据产品所需要求进行切割，然后根据产品所需弧度要求将切割好的挤压型材在拉伸弯曲机上通过靠模方式制得产品坯件。然后将产品坯件在温度为175°C的条件下进行二次时效8h，得到最终产品。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性较好，成品合格率为83%以上。
[0044]对比例1:
[0045]对比例I与实施例3的区别仅在于，对比例I的挤压出口温度为490V。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性一般，成品合格率为不到54%。
[0046]对比例2:
[0047]对比例2与实施例3的区别仅在于，对比例2的挤压出口温度为560V。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性一般，成品合格率为80 %。
[0048]对比例3:
[0049]对比例3与实施例3的区别仅在于，对比例3采用的离线淬火处理，淬火处理在挤压型材弯曲后进行。将产品进行检测，产品线、面弧度的稳定性一般，成品合格率为73%。
[0050]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0051]尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
【主权项】
1.一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述工艺包括前处理、弯曲成型和后处理； 其中，所述前处理主要包括挤压和淬火，所述挤压在挤压机的挤压筒中进行，经过挤压模具挤出得到挤压型材，挤压筒温度为410-430 V，挤压模具温度为460-470 V，挤压杆推进速度为4.0-5.0mm/s，挤压出口温度为500-550 °C。2.根据权利要求1所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述挤压出口温度为 520-540 °C。3.根据权利要求1所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述挤压前先将铝合金坯料加热到450-470°C。4.根据权利要求1所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述淬火出口温度<200°C，淬火冷却强度彡7°C/s。5.根据权利要求1所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述淬火后还进行矫直处理。6.根据权利要求5所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述矫直处理过程中，拉伸长度为1-2%。7.根据权利要求6所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述矫直处理后还经过自然时效处理。8.根据权利要求7所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述自然时效在密封条件下进行，时间多7天。9.根据权利要求1所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述后处理为二次时效处理。10.根据权利要求9所述的一种应用于铝材的弯曲成型工艺，其特征在于，所述二次时效处理的温度为165-175°(:，时间为8-1011。
【文档编号】B21C23/00GK105945079SQ201610341021
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张奇
【申请人】淮安和通汽车零部件有限公司