第42卷第9期 Vol. 42No. 9
锻造
假压技术
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
某大型航空铝合金锻件局部加载成形质量控制
郑斯佳，周杰，李杰，昊道祥，周峻峰，赵天生
（重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044）
2017年9月 Sep.2017
摘要：以某大型铝合金航空锻件为对象，针对整体一次加载成形时载荷过大的间题，提出了局部加载成形工艺方案，利用有限元法对锻件分段局部加载成形充填和载荷、多道次之间变形量分配及各道次加载顺序进行了研究。结果表明：该铝合金大锻件采用整体加载方案时，最大成形载荷为400MN，超过了现有设备能够提供的载荷；采用局部加载3段2道次成形时，每道次成形载荷均可控制在300MN以内，第1道次上下模具停止距离为55mm，且加载方式为从锻件中间往两边加载，能够获得填充完整的锻件，满足现有设备要求
关键词：铝合金锻件；局部加载；有限元法；成形载荷；充填性 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 09, 001
中图分类号：TG316
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）09-0001-05
Qualitycontrolonlocalloadingofalargeairaluminum-alloyforging
Zheng Sijia, Zhou Jie, Li Jie, Wu Daoxiang, Zhou Junfeng, Zhao Tiansheng( College of Materials Science and Engineering, Chongqing University , Chongqing 400044, China)
Abstract : For a large aluminum alloy aircraft forging , a local loading was proposed to solve the problem of the excessive loading during the integral deforming. Then, the filling and loading, the multi pass deforming assignment and the loading order for the local loading were studied by the finite elements method. The results show that when the aluminum alloy forging is loaded integrate, the maximum de-forming load 400 MN in integral forming is over the load provided by the existing equipment. While 3 segment 2 pass deforms by the local loading, the maximum defoming load can be controlled within the 300 MN for every pass, and the stop distance between the up die and the botom die is 55 mm. Meanwhile, a complete filling forging can be achieved to meet the existing equipment requirements by load-ing from the middle towards both sides.
Key words : aluminum-alloy forging; local loading ; finite elements method; forming load; flling
铝合金大锻件由于其优良的综合性能，在航空、航天领域应用日趋广泛[1-2]。传统的锻造方法因现有设备吨位的限制而无法成形该类零件[3]。所以，如何利用现有生产条件得到大规格铝合金锻件是航空工业发展面临的重要问题。局部加载工艺的提出为此类锻件的成形提供了一种有效途径，受到了国内外相关研究人员的普通关注。局部加载成形时，将大型模锻件分为若于区域，通过不断变换加载位置以实现对大型、复杂、整体锻件的成形，有效降低成形载荷，改变材料的应力状态，进而提升材料的塑性成形能力4}。但是局部加载成形过程影响工
收稿日期：20170329；修订日期：20170630 基金项目：国家自然科学基金资助项目（51575067）
作者筒介：郑斯佳（1992-），女，额土研究生 E-mail: 1054977054@ qq. com
通讯作者：周杰（1965-），男，博士生导师，教投万方数据il;zhoujic20170323@163.com
艺参数多，工艺较复杂。为此，已有学者对局部加载成形工艺开展了相关研究工作。孙志超、杨合等研究了局部加载分区（大小、位置）对钛合金整体隔框成形过程的影响规律[5]以及铝合金局部加载不均匀性变形的控制[6]。ZhangDW等[7]研究了钛合金局部加载成形过渡区变形规律。邓文卫等*研究了长度超过5m的超大规格铝合金模锻件的局部加载成形工艺。然而，生产锻件用的铝合金主要是复合强化的合金，其合金化程度高、塑性较低，与钢制模具之间的摩擦因子大、流动性差等特点决定了其成形工艺复杂。其中，局部具有难成形结构的超大规格铝合金锻件的成形制造是我国航空锻件生产尚未解决的难题。一方面，对于锻件局部难成形结构，不适当的加载参数设置以及加载方式往往会导致其充填不满，另一方面，现有装备如300MN模锻水压机已不能制造此类规格的模锻件，需研究新的成形工艺和方法。