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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111763895A(43)申请公布日2020.10.13(21)申请号202010377007.0(22)申请日2020.05.07(71)申请人山东南山铝业股份有限公司地址265706山东省烟台市龙口市东江镇前宋村申请人山东大学(72)发明人程仁策宋韦韦赵国群宋增金方清万罗顺成韩兆玉(74)专利代理机构北京一格知识产权代理事务所(普通合伙)11316代理人宋迪(51)Int.Cl.C22F1/04(2006.01)C21D9/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法(57)摘要一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,包括如下步骤:步骤一:对已经锻造成形的锻筒进行固溶处理和淬火热处理。淬火过程中,在锻筒内部安装周向支撑架,防止长锻筒发生较大变形。步骤二:根据淬火后锻件的直径、壁厚、材料性能,确定施加冷胀形的变形量,根据计算出的冷胀形的变形量设计出对应的冷胀形冲头和下砧板;步骤三:将冷胀形冲头放入锻筒内,以2mm/s的下压速度使冷胀形冲头下压,直至冷胀形冲头到达锻筒底端,将锻筒上下翻转,使用相同的下压速度使冷胀形冲头再次到达锻筒的底端。本发明能够获得很好的残余应力消减效果,锻件各部位变形均匀,表面质量较高。CN111763895ACN111763895A权利要求书1/1页1.一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:对已经锻造成形的锻筒进行固溶处理和淬火热处理。淬火过程中,在锻筒内部安装周向支撑架,防止长锻筒发生较大变形;步骤二:根据淬火后锻件的直径、壁厚、材料性能,确定需施加冷胀形变形量的理论值,根据计算出的冷胀形的变形量理论值以及淬火后锻筒的直径,确定出对应的冷胀形冲头和下砧板尺寸,并制作出相应的冲头和下砧板模具;步骤三:将冷胀形冲头放入锻筒内,以2mm/s的下压速度使冷胀形冲头下压,直至冷胀形冲头到达锻筒底端,将锻筒上下翻转,使用相同的下压速度使冷胀形冲头再次到达锻筒的底端。2.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的步骤一的固溶处理的操作为,把固定好的锻筒放到铝合金立式固溶保温炉中,在温度为454℃-521℃的炉气中保温到规定时间。3.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的步骤一的淬火热处理的操作为当固溶保温炉炉门打开后,确保整个锻筒在15s内完成全部入淬火介质。4.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的支撑架形状为中心是厚度150mm的圆柱状支撑座,支撑座周围焊接有对称发射状的6根支撑杆,每根支撑杆顶端配有与锻筒内壁匹配的垫块。5.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的步骤一的淬火过程中锻筒淬火介质为40-80℃的水溶液。6.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的冷胀形的变形量为1-8%,所述的步骤二的冷胀形的变形量计算公式为D1为锻件胀形处理后的内径,D0为锻件的初始内径。7.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的步骤二和步骤三中冷胀形冲头的结构为沿高度方向为中间粗两头窄的纺锤形状,所述的冷胀形冲头的两端边线倾斜角为5°-10°,所述的冷胀形冲头的两端连接部分为5-30mm厚度的凸台,所述的凸台下边缘为8-12mm的倒圆角,所述的冷胀形冲头的下端外周设置外轮齿,所述的冷胀形冲头能够与设置在下砧板中心部位的圆槽插接配合,所述的下砧板圆槽内设置内轮齿,所述的冷胀形冲头通过定位标记能够嵌入下砧板的中心部位圆槽内,所述的外轮齿与内轮齿啮合,使筒形件的底端也能够获得充分变形。8.根据权利要求1所述的一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法,其特征在于:所述的步骤三的操作必须在淬火后的4h内完成。2CN111763895A说明书1/4页一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法技术领域[0001]本发明属于航空锻筒残余应力的消除领域,具体地说是一种铝合金航空锻筒残余应力的消除方法。背景技术[0002]铝合金材料由于其密度小,比强度高,具有较好的耐腐蚀性能等一系列优点,在航空和航天飞行器中获得了广泛应用。然而,铝合金航空产品在热成形以及热处理过程中,往往由于变形不均匀或在淬火过程中不同厚度处材料的冷却速度不同,导致锻件内部产生很大的残余应力。这种存在的残余应力会产生很多不良后果,容易使锻件在后续机加工过程中出现变形、翘曲、扭曲,加工后的结构件尺寸变形超差,使零部件无法装配到指定飞机部位,导致整批锻件报废,尤其是航空用重要铝合金结构锻件,若内部残余应