7A04铝合金复杂零件超塑性成形研究

在对空心圆锥体外侧表面带凸耳的7A04铝合金零件超塑性成形结构工艺性分析的基础上，进行模具设计和超塑性成形试验。结果表明：该零件在超塑性成形过程中，金属将同时向凸耳和空心圆锥体模腔内流动充型，导致变形阻力增大而无法成形；必须分两步进行超塑成形：先成形空心圆锥体，再成形凸耳。与原机加工工艺相比，超塑性成形该零件的工艺简单，节省材料60％以上。     

7A04超硬铝合金壳体的精密成形工艺研究

采用镦挤与等温挤压相结合的精密成形工艺对某武器装备上7A04超硬铝合金壳体进行加工。通过分析确定了最佳的工艺方案,设计了热镦挤模具和等温挤压模具。在生产中应用该工艺可提高产品生产效率和材料利用率。     

7A04铝合金复杂零件的超塑性成形工艺研究

用超塑性成形工艺对外侧表面带凸耳的空心圆锥体铝合金(7A04)零件进行了成形试验，通过分析和试验确定了合理的超塑成形工艺和模具结构。该零件须分两步进行超塑成形：先成形空心圆锥体，再成形凸耳；超塑性成形工艺制造该零件比原机加工工艺简单，节省材料超过60％。     

7A04铝合金构件的尺寸稳定性

针对铝合金构件固溶时效后在机加工过程中尺寸不稳定的缺陷,以7A04铝合金回转体构件为对象采用冷热循环处理工艺.利用正交试验分析了不同工艺参数对构件尺寸稳定性的影响.结果表明,对7A04铝合金构件,采用冷热循环处理方法(-160 ℃×0.8 h+120 ℃×2 h,循环2次)可以有效稳定加工尺寸,满足技术要求.     

7A04铝合金超厚板的淬透性

采用万能力学试验机、光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了7A04铝合金超厚板的显微组织、性能及淬透性。结果表明:225 mm厚的7A04铝合金热轧板材经过475 ℃×340 min的固溶淬火处理后,再进行120 ℃×24 h 时效,其表面的力学性能最好,抗拉强度为584 MPa,屈服强度为500 MPa,伸长率为11%;T/4厚度层力学性能最差,抗拉强度为396 MPa,屈服强度为257 MPa,伸长率为11%,强度与表面分别相差32%、49%。淬透深度为单面32 mm。通过调控化学成分、加大轧制压下量、增加淬火冷却速率等可改善板材表心力学性能之差,并提高淬透性。     

高强超高精度7A04超硬铝合金导轨型材的研制

概述了高档电子机柜用超高精度高强7A04超硬铝合金导轨型材的研制过程，并对导轨的材质、结构、成形方案、挤压模具以及挤压、拉矫工艺的选择进行了深入探讨。结果表明，与机加不锈钢导轨相比，此新轨重量轻、加工成本低、装配性能优良、载荷能力也毫不逊色，完全可取代机加不锈钢导舅，实现以铝代钢、以压加取代机加不锈钢导轨的预定目标。     

瞬态热冲击环境下超硬铝合金7A04的力学性能

使用瞬态气动热实验模拟系统对超硬铝合金7A04在不同瞬态高温热冲击条件下的力学性能进行了气动热模拟和热载联合实验研究,得到7A04在热、力学环境共同作用下的高温强度极限和承载时间等重要表征参数.实验结果表明:超硬铝合金7A04在短时热冲击环境下的强度极限比航空材料手册中长时间恒温下测量的强度极限有明显提高,这为航空航天材料和结构在短时高速热冲击环境下承载能力的提升和结构优化设计提供了可靠依据.     

提高7A04超硬铝合金塑性和韧性的热处理工艺

研究了热处理制度对热挤压7A04(LC4)超硬铝合金力学性能的影响.结果表明,与传统的热处理工艺485℃×50 mm水淬+120℃×24 h炉冷时效和485℃×50 min水淬+120℃×3 h+160℃×3 h炉冷时效相比,采用485℃×50min水淬+100℃×36h炉冷时效的热处理工艺,可使材料在保持原有的高强度基础上,显著提高材料的塑性和韧性.     

喷射成形超高强度铝合金构件等温锻造模具设计与工艺研究

随着航空航天工业的发展,对航空零件的材料和其成形工艺的要求越来越高,而喷射成形超高强度铝合金材料因其性能优良和价格低廉的特点而广泛应用于制造航空部件。在已有的喷射成形超高强度铝合金坯料的基础上,主要研究其等温锻造模具的设计以及等温锻造工艺对锻件质量的影响,并利用Deform软件模拟了航空用端盖锻件的锻造过程,对比3种模具锻造所得锻件性能,获得了锻件的最佳锻造温度、模具的最佳预热温度、以及成形压力等工艺参数,并通过实际的锻造试验进行了验证。     

7A04铝合金厚壁筒扩口成形工艺研究

基于刚塑性有限元方法的数值模拟,对7A04铝合金厚壁筒扩口成形过程进行了分析,比较了不同温度、不同摩擦条件下扩口的应变分布和成形力变化.在此基础上进行了相应的工艺实验研究.结果表明,模拟结果和实验结果基本一致;在制定的工艺参数下,实现了铝合金厚壁筒的大比率扩口,为铝合金厚壁筒扩口成形技术的应用提供了依据.     

7A04铝合金等温挤压某航空轮工艺与性能研究

针对航空轮的结构特征,设计了等温成形工艺方案。采用7A04铝合金进行了试验,并对锻出的航空轮进行了力学性能检测。结果表明,其抗拉强度最高为585MPa,最低为517MPa,屈服强度最高为519 MPa,最低为466 MPa,力学性能优良。     

超高强铝合金7A04高温流变行为的研究

通过在Gleeble-1500热模拟实验机上对7A04铝合金进行高温压缩实验,研究了该合金变形温度在300～450℃,应变速率在0.01～10 s-1范围内的高温流变变形行为。结果表明:流变应力随变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高。建立了一个综合考虑应变、温度、应变速率三者影响的流变应力方程,预测值与拟合实验值非常接近,结果表明:该流变应力方程用来预测7A04铝合金材料一般加载情况下的热成形过程是比较可靠的。     

套筒类7A04铝合金挤压成形金属流动规律研究

根据等温压缩实验得出7A04铝合金应力一应变数据，拟合出材料温成形应力一应变曲线。应用有限元法模拟7A04铝合金管材的挤压成形，着重探讨7A04铝合金挤压成形过程中，温度、速度等因素对金属流动的影响．为套筒类零件挤压成形工艺提供科学的依据。     

7A04超硬铝多孔薄壁简体挤压成形工艺研究

以一种多孔薄壁筒体为对象,进行了挤压成形工艺研究,运用有限元数值模拟,对多种成形工艺方案进行了比较;分析了成形过程中金属的流动情况,以及该构件成形时可能出现的缺陷,据此对工艺方案进行优化设计,开展了工艺试验。试验结果表明,采用优化后的成形工艺方案,成形出的多孔薄壁构件充型饱满,避免了喇叭口等缺陷,满足了构件的矢量要求。     

7A04铝合金快速热处理工艺研究

固溶和时效时间是制约高强铝合金力学性能和热处理生产效率的主要因素.本文以7A04铝合金为例通过高温预热装炉、分级固溶和提高时效温度等方法研究了高强度铝合金的快速热处理工艺.并结合金相组织观察、断口分析、X射线分析和力学性能测试,分析了快速热处理对高强铝合金组织和性能的影响.结果表明:①固溶时间相同时,分级固溶的强度高于单级固溶的强度,分级固溶的塑性略低于单级固溶的塑性.②分级固溶时,随着二级固溶时间的增加,材料的强度增加,塑性略有降低.③采用500℃高温预热装炉、470℃5min 485℃9min固溶和140℃6h 150℃1h的快速热处理工艺可以明显缩短热处理时间,提高生产效率50%以上.     

5A06铝合金复杂构件的复合挤压成形工艺

为了揭示5A06铝合金进行复合挤压成形复杂构件时的金属流动成形规律以及力学性能的变化,根据复杂构件的形状结构特点,制定了复杂构件复合挤压成形工艺方案,并增加预成形阶段,使棒料被挤压成与挤压件外轮廓基本相同。研究了5A06铝合金在复杂应力状态下的变形行为,并利用Deform-3D软件模拟复杂构件的成形过程,研究了模拟结果的行程-载荷曲线、等效应力以及金属流线分布,最终利用THP61-3 MN数控液压机进行产品试制。研究结果表明,生产试制结果与模拟结果基本吻合,且复杂构件的性能得到了明显改善,模拟分析结果为成形工艺的完善与优化提供了理论依据。     

7B04铝合金带筋构件蠕变时效成形数值模拟与试验

基于7B04铝合金165℃单轴拉伸蠕变试验数据,拟合得到时间硬化本构方程,利用有限元软件ABAQUS对带筋构件的蠕变时效成形过程进行数值模拟,分析筋条的变形规律,并进行验证试验和性能研究。结果表明:筋条的塑性变形有效减小蒙皮的回弹,和蠕变变形共同决定构件外形;数值模拟与试验结果吻合较好,构件95%外形区域的绝对偏差值≤0.50 mm;构件的筋条强度高于蒙皮强度,与无应力时效相比,构件的伸长率降低,电导率升高;应力松弛试样的性能和筋条的性能相近,可以进行等效表征。     

7A04铝合金壳体失效分析

7A04铝合金壳体在使用过程中发生开裂失效,通过对失效件的外观、断口宏微观形貌观察,以及对失效件和库存件材质、显微组织、力学性能和表面应力等方面的测试,对壳体的开裂原因进行了分析。结果表明,失效壳体为沿纵向脆性断裂,壳体横向力学性能较低,使用过程中承受较大的工作应力是导致开裂的主要原因。