一种基于冲压成型的钣金板材及其加工工艺的制作方法

文档序号:18009691发布日期:2019-06-25 23:50阅读:269来源:国知局

本发明涉及钣金板材冲压技术领域,具体是一种基于冲压成型的钣金板材及其加工工艺。



背景技术:

冲压成型是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的加工成型方法。热冲压成型工艺也成冲压硬化,是近年来出现的一项生产高强度冲压成型件的新技术,采用热冲压成型技术制得的冲压件,其强度可高达1500mpa,且在高温下成型几乎没有回弹,相比目前常用的冷冲压件具有成型精度高、成型性好和重量轻等突出优势。

钛合金由于具有低密度、很高的耐蚀能力而广泛运用于航空、船舶、化工等领域,其板材可以应用于350℃以下工作的常规零部件,如飞机蒙皮、隔热板、热交换器等,随着工业技术的不断发展及特殊零部件在高端设备中的不断得以应用,钛合金的应用领域也不断拓展。当前对钛合金的研究热点主要集中在其冲压成型性与材料特性值之间的关系、变形方式和板材加工硬化的相关性研究。但因钛合金是密排六方晶格,塑性较差,难于成形,造成钛合金板材塑性成形技术的发展缓慢,限制其应用范围。另外冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大,现有的生产方式中,仅对生产环节完成后的冲压件成品进行检查,部分未经冲压成型的不合格产品,未经检测同样进行冲压成型工序,生产出来的冲压件成品无法满足客户需求,不能使用,而经过冲压成型后的冲压材料,无法再次使用,造成了冲压材料的浪费的同时,有占用了大量的生产时间,十分影响工作效率。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种基于冲压成型的钣金板材及其加工工艺,以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得。

作为优化,原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.001-0.05%、氧0.005-0.07%、碳0.001-0.005%、钼0.001-0.003%、硼0.001-0.005%,其余为钛。

一种基于冲压成型的钣金板材的加工工艺,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理;

(2)挤压板材的制备;

(3)轧制板材的制备;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测;

(5)将步骤(4)所得的轧制板材进行预处理;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材进行热冲压成型,得到基于冲压成型的钣金板材。

作为优化,一种基于冲压成型的钣金板材的加工工艺,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭进行加热,保温,然后淬火;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭进行加热,保温,然后挤压,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,去氧化皮,然后轧制,制得轧制板材;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材进行加热,保温,然后降温,保温,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内进行加热,然后取出放进热成型模具中,冲压成形,保压,冷却,酸洗,切边,钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

作为优化,一种基于冲压成型的钣金板材的加工工艺,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至300-500℃,保温8-12h,然后淬火,淬火温度为10-30℃;均匀化处理的目的是将原料钛铸锭的析出相ti17fe12充分溶解到基体中,改善原料钛铸锭的组织和性能,提高其塑性和可成形性;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到450-550℃,保温1-3h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为5-7,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行25-40道次,道次间加热至300-500℃,保温0.5-1.5h,每道次轧制变形量为12-18%,在道次间对挤压板材进行退火处理,制得轧制板材;对挤压板材表面去除氧化皮的目的是防止挤压板材在轧制过程中氧化皮带来的表面开裂问题;退火处理的目的是防止挤压板材在轧制过程中产生的应力集中和残余应力导致挤压板材开裂的问题,提高挤压板材塑性和改善内部组织;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;在冲压前对轧制板材进行检测,便于提前发现不合格的轧制板材,减少因不合格产品浪费的生产时间,提高冲压成型工序的工作效率;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以10-20℃/s的速度加热升温至700-800℃,保温8-15min,然后以20-30℃/s的速度降温至300-350℃,保温1-3min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.5-1mm,将涂覆表面晾干;在轧制板材表面涂覆硅酸铝的乙醇溶液,能够更好的保证轧制板材的强度和塑性;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为900-1000℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压10-20s,在模具中以30-40℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。将经过加热炉加热后的轧制板材快速放到模具中,确保轧制板材在成形时仍具有很好的塑性;冲压件成形后在模具中进行快速冷却,使冲压件成形后的回弹量很小,极大地提高了冲压件的成形准确度,更好的保证了冲压件的尺寸精度。

作为优化,步骤(3)中轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制。

作为优化,步骤(3)中轧制板材边缘表面出现细小裂纹时,用砂轮机打磨至光洁平整,再继续进行轧制。防止细小裂纹在后续的轧制过程中,逐渐扩大,最终开裂,导致轧制板材制备失败。

作为优化,步骤(3)中退火时间为10-20min。退火时间过长会导致挤压板材在轧制过程中内部晶粒长大,从而导致挤压板材开裂,当退火时间为10-20min时较为适宜。

作为优化,步骤(5)中硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为0.5-2%。

作为优化,步骤(6)中硫酸溶液的质量分数为5-10%。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明先对原料钛铸锭进行均匀化处理,将原料钛铸锭的析出相ti17fe12充分溶解到基体中,改善原料钛铸锭的组织和性能,提高其塑性和可成形性;其次进行挤压、轧制,在轧制之前对板材表面去除氧化皮,防止板材在轧制过程中氧化皮带来的表面开裂问题,在道次间进行退火处理,防止板材在轧制过程中产生的应力集中和残余应力导致挤压板材开裂的问题,提高板材塑性和改善内部组织;再次在冲压前对板材进行超声检测,便于提前发现不合格的板材,减少因不合格产品浪费的生产时间,提高冲压成型工序的工作效率;再对板材进行预处理,在板材表面涂覆硅酸铝的乙醇溶液,能够更好的保证轧制板材的强度和塑性;最后对板材进行冲压成形,在冲压成形过程中,将经过加热炉加热后的板材快速放到模具中,确保板材在成形时仍具有很好的塑性;冲压件成形后在模具中进行快速冷却,使冲压件成形后的回弹量很小,极大地提高了冲压件的成形准确度,更好的保证了冲压件的尺寸精度;通过上述加工工艺制得的基于冲压成型的钣金板材具备较高的抗拉强度和塑性,其抗拉强度可达2100mpa以上,延伸率可达15%以上,能够适应于复杂形状结构件的生产,提高了成材率,本发明的冲压成型工艺能够很好避免热冲压钛合金板材容易形成裂纹的问题,其裂纹率低。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.001%、氧0.005%、碳0.001%、钼0.001%、硼0.001%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至300℃,保温8h,然后淬火,淬火温度为10℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到450℃,保温1h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为5,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行25道次,道次间加热至300℃,保温0.5h,每道次轧制变形量为12%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为10min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以10℃/s的速度加热升温至700℃,保温8min,然后以20℃/s的速度降温至300℃,保温1min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.5mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为0.5%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为900℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压10s,在模具中以30℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为5%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

实施例2:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.003%、氧0.008%、碳0.002%、钼0.001%、硼0.002%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至350℃,保温9h,然后淬火,淬火温度为15℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到460℃,保温1.5h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为5.5,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行26道次,道次间加热至350℃,保温0.6h,每道次轧制变形量为13%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为11min,制得轧制板材,当轧制板材边缘表面出现细小裂纹,用砂轮机打磨至光洁平整,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以11℃/s的速度加热升温至750℃,保温9min,然后以22℃/s的速度降温至310℃,保温1.5min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.6mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为0.6%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为920℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压12s,在模具中以32℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为6%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

实施例3:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.01%、氧0.03%、碳0.003%、钼0.002%、硼0.003%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至400℃,保温10h,然后淬火,淬火温度为20℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到500℃,保温2h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为6,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行22道次,道次间加热至400℃,保温1h,每道次轧制变形量为15%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为15min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以15℃/s的速度加热升温至750℃,保温11min,然后以25℃/s的速度降温至325℃,保温2min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.8mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为1.2%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为950℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压15s,在模具中以35℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为8%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

实施例4:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.04%、氧0.06%、碳0.004%、钼0.003%、硼0.004%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至450℃,保温11h,然后淬火,淬火温度为25℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到540℃,保温2.5h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为6.5,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行38道次,道次间加热至450℃,保温1.3h,每道次轧制变形量为17%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为19min,制得轧制板材,当轧制板材边缘表面出现细小裂纹,用砂轮机打磨至光洁平整,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以19℃/s的速度加热升温至780℃,保温14min,然后以28℃/s的速度降温至340℃,保温2.5min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.9mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为1.8%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为980℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压18s,在模具中以38℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为9%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

实施例5:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.05%、氧0.07%、碳0.005%、钼0.003%、硼0.005%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至500℃,保温12h,然后淬火,淬火温度为30℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到550℃,保温3h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为7,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行40道次,道次间加热至500℃,保温1.5h,每道次轧制变形量为18%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为20min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以20℃/s的速度加热升温至800℃,保温15min,然后以30℃/s的速度降温至350℃,保温3min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为1mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为2%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为1000℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压20s,在模具中以40℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为10%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

对比例1:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.01%、氧0.03%、碳0.003%、钼0.002%、硼0.003%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至400℃,保温10h,然后淬火,淬火温度为20℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到500℃,保温2h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为6,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,对挤压板材进行轧制,轧制共进行22道次,道次间加热至400℃,保温1h,每道次轧制变形量为15%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为15min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以15℃/s的速度加热升温至750℃,保温11min,然后以25℃/s的速度降温至325℃,保温2min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.8mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为1.2%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为950℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压15s,在模具中以35℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为8%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

对比例1与实施例3相比,步骤(3)中未对挤压板材表面去除氧化皮。

对比例2:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.01%、氧0.03%、碳0.003%、钼0.002%、硼0.003%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至400℃,保温10h,然后淬火,淬火温度为20℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到500℃,保温2h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为6,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行22道次,道次间加热至400℃,保温1h,每道次轧制变形量为15%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为25min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以15℃/s的速度加热升温至750℃,保温11min,然后以25℃/s的速度降温至325℃,保温2min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.8mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为1.2%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为950℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压15s,在模具中以35℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为8%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

对比例2与实施例3相比,步骤(3)中退火时间为25min。

对比例3:

一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材由原料钛铸锭经过热冲压成型后制得;原料钛铸锭含有以下重量百分比的组分:铁0.01%、氧0.03%、碳0.003%、钼0.002%、硼0.003%,其余为钛。

采用上述原料加工一种基于冲压成型的钣金板材,该基于冲压成型的钣金板材的加工工艺包括以下步骤:

(1)对原料钛铸锭进行均匀化处理,利用电阻炉将原料钛铸锭加热至400℃,保温10h,然后淬火,淬火温度为20℃;

(2)将步骤(1)所得到的钛铸锭加热到500℃,保温2h,然后在挤压机上进行挤压,挤压比为6,得到挤压板材;

(3)将步骤(2)所得到的挤压板材表面进行抛光,并去除氧化皮,对挤压板材进行轧制,轧制共进行22道次,道次间加热至400℃,保温1h,每道次轧制变形量为15%,在道次间对挤压板材进行退火处理,退火时间为15min,制得轧制板材,当轧制板材上出现较长或者较深裂纹时,将裂纹部分切除,再继续进行轧制;

(4)对步骤(3)所得的轧制板材进行超声检测,启动超声检测探头,由超声发射端发出超声信号,向轧制板材内发射短脉冲声能,由超声检测仪器监测和分析经过反射的声波信号,获取检测结果,根据检测结果对轧制板材的质量进行判断,将经超声检测不合格的轧制板材取下,更换新的轧制板材后,再次使用超声检测设备对轧制板材进行质量检测,直至轧制板材合格为准;

(5)将步骤(4)所得到的合格的轧制板材以15℃/s的速度加热升温至750℃,保温11min,然后以25℃/s的速度降温至325℃,保温2min,在轧制板材表面涂覆一层硅酸铝的乙醇溶液,涂覆厚度为0.8mm,硅酸铝的乙醇溶液的质量分数为1.2%,将涂覆表面晾干;

(6)将步骤(5)所得的轧制板材放入加热炉内加热,加热炉的温度为950℃,然后取出迅速放入模具中,对轧制板材进行冲压成形,保压15s,在模具中以25℃/s的速度冷却至室温,取出冲压件,用硫酸溶液进行酸洗,硫酸溶液的质量分数为8%,对冲压件进行切边和钻孔,得到基于冲压成型的钣金板材。

对比例3与实施例3相比,步骤(6)轧制板材在模具中以25℃/s的速度冷却至室温。

效果例:

(1)实验样品:本发明实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材和对比例1至3所制得的基于冲压成型的钣金板材。

(2)实验方法:采用万能材料试验机对实验样品的抗拉强度、屈服强度和延伸率进行测试,测试结果见表1,按照本发明实施例1至5和对比例1至3的加工工艺分别生产1000个基于冲压成型的钣金板材,测试其成品率,以产生1mm的裂纹测试产品的裂纹率,测试结果见表1。

表1

(3)实验结果:从表1中可以看出,本发明实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材的抗拉强度为2136mpa及以上,屈服强度为2011mpa及以上,延伸率a50为15.3%及以上,成品率为98%及以上,裂纹率0.03%及以下,而对比例1至3所制得的基于冲压成型的钣金板材的抗压强度分别为1637mpa、1648mpa和1631mpa,屈服强度分别为1534mpa、1542mpa和1536mpa,延伸率分别为7.3%、7.8%和7.1%,成品率分别为83%、86%和81%,裂纹率分别为0.2%、0.3%和0.4%,实验结果表明,本发明实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材具备较高的抗拉强度和塑性,能够适应于复杂形状结构件的生产,提高了成材率,能够很好避免热冲压钛合金板材容易形成裂纹的问题,其裂纹率低。

对比例1与本发明实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材相比,在加工过程中由于未对挤压板材表面去除氧化皮,容易造成挤压板材在轧制过程中氧化皮带来的表面开裂问题,使对比例1制得的基于冲压成型的钣金板材的抗拉强度、屈服强度和塑性较低,成品率低,裂纹率高。

对比例2与实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材相比,加工过程中由于退火时间过长,挤压板材在轧制过程中内部晶粒长大,从而导致挤压板材开裂,使对比例2制得的基于冲压成型的钣金板材的抗拉强度、屈服强度和塑性较低,成品率低,裂纹率高。

对比例3与实施例1至5所制得的基于冲压成型的钣金板材相比,加工过程中,由于轧制板材在模具中冷却的速度较慢,使冲压件成形后的回弹量较大,极大地降低了冲压件的成形准确度,使对比例3制得的基于冲压成型的钣金板材的抗拉强度、屈服强度和塑性较低,成品率低,裂纹率高。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

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