一家专注流体压力成形技术
【作 者】 崔丽;杜建宁;张超;樊彬彬;石全强;张浩
近年来，航空航天领域提出了提高运载器承载 能力、降低能耗及排放等关键需求，而轻量化是实现上述目标的重要技术手段。例如，飞机机体减重5kｇ，对应的有效商载可提高50kｇ，而导弹实现减重１kg，射程可提升上百公里。作为广泛应用的轻量化材料，高性能铝合金、钛合金等轻合金正逐步成为现代运载装备提高负载极限的关键材料。然而，铝合金板的冷成形性能差，开裂和回弹等缺陷难以得到有效控制，加工成品率不高。典型的铝制盒零件往往需要进行５次拉深，并且还需要 辅以中间热处理过程才能完成制作，成品件的质量和工艺稳定性差。典型零件的生产尚且如此，当其上 还存在翻边翻孔等复杂特征时，沿用传统冷成形工艺制造零件的难度更大，几乎无法实现完整零件的成形。
飞机零部件成形工艺中，为提升成品件的检测 合格率，通常将铝合金进行退火处理后再进入成形 工序，以避免复杂特征位置的开裂现象。本文拟采用两种热处理状态下（Ｏ态和 Ｔ态）的铝合金材料，对指定胀形和翻边特征进行成形，以验证电磁 成形工艺在飞机零部件制造应用上的可行性。首先， 对两种热处理状态下的２Ｂ０６铝合金进行不同应变速率下的力学性能测试，探究应变速率对材料力学性能的影响；基于设计开发的线圈及成形平台，对壁板上常用的胀形和两类翻边特征 （圆形翻边和异 型翻边）开展电磁成形试验，通过对零件贴合模具特性、减薄率和硬度等进行测量，对比研究铝合金在电磁成形过程中的变形特性以及不同热处理状态对成形过程的影响。
【结 论】
（１）相较于准静态拉伸，当应变速率达到 ５００/s 时，两种热处理状态的板材的抗拉强度均有 ２５％以 上的提升；在高变形速率条件下，Ｔ态板的材伸长率有所提升，但仍低于Ｏ态板材的伸长率，在成形复杂特征时，依然面临较高的破裂风险。
（２）由于Ｔ态板材的变形抗力更大，为达到与Ｏ态板材成形时接近的贴合模具效果，成形能量需接近或达到Ｏ态板材的２倍。
（３）胀形特征和跑道型翻边件的结果表明，过渡区域的材料流动相对复杂，导致该位置的贴合模具效果、减薄等关键指标与其他位置存在偏差，设计及加工过程中应当重点关注。
以下是正文：
