Al-Mg-Sc系1570合金可旋性工艺研究

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1、制篷技术研究2010年8月第4期Al-Mg-Sc系1570合金可旋性工艺研究张宇玮陈永来杜志惠王琪(航天材料及工艺研究所，北京100076)摘要：Sc在提高Al—Mg系合金的强度、焊接性能和塑性的同时，也可以改善合金的耐腐蚀能力。为此我们采用球形模的试验方法研究了Al—Mg．Sc系1570合金的可旋性。试验结果表明：只有在保证壁厚一定的负偏离率情况下，1570合金板材才能得到最大的极限交薄率，约为75％。关键词：1570；铝镁钪合金；旋压；极限变薄率FeasibilityResearchofSpinningon1570ofA1-·Mg··ScAlloyZhangYdw

2、eiChenYonglaiDuZhihuiWangQi(AerospaceResearchInstituteofMaterialsandProcessingTechnology，Beijing100076)Abstract：TheimportanteffectsofaddmgScareimprovingmechanicalproperties，weldingproperty,ductility,andcorrosionresistance．Anexperimentalresearchofspinningfeasibilityof1570alloysheetwascar

3、riedOUtandstudiedbyballdie．Theresultsshowthat1570alloyCangettheutmostthinningratewhenitkeepsdcfmitenegativedepartureratioofthickness．andtheultimatethinningrateof1570AI·Scalloyisabout75％．Keywords：1570；A1一Mg—Scalloy；spinning：ultimatethinningrate1引言航天飞行器要求结构材料具有高比强度、低密度、耐腐蚀性能良好等一系列优点，使之能够减

4、轻结构重量，特别是末级的结构重量，实现小型化，从而达到增加载荷或提高射程的目的。A1．Mg系合金是航天工业中常用的铝合金，5A06铝合金作为不可热处理强化铝合金，因其强度较低，应用范围受到了较大限制，而A1．Mg—Sc系合金是前苏联在AI．Mg系合金的基础上添加Sc元素研制的新合金系列，主要有1545、1535和1570合金，其中1570应用最为广泛，该合金主要成分为5．5％～6．5％的Mg以及微量的Sc和zr，可用于航天器液氧燃料贮箱和相应介质条件下的焊接结构。由于航天飞行器的许多零件属薄壁空心回转体，所以旋压技术在航天工业中被广泛采用。但因铝镁钪合金是一种新型合金

5、，有关其旋压工艺的研究报导尚未见到。因此，为推广1570合金在航天领域实际应用，研究1570合金的旋压工艺技术非常重要。本研究采用球形模的实验方法，研究了1570合金的可旋性，确定1570合金的极限变薄率。2试验方法2．1试验材料本实验所采用的材料为1570合金热轧板，ar205mm的圆盘，厚度为6mm，化学成分见表1。表1化学成分wt％l墼堑歪垂鱼墨l垒丝l垒!垒I垒!兰f垒：丝l叁曼【作者简介：张宇玮(1973一)，工程师，金属材料及热处理专业；研究方向：铝合金和铝锂合金成型及工艺。收稿日期：2010--07-13制造技术研究航天制造技术2．2可旋性试验本试验是在

6、XC一700强力旋压机上完成的，采用@190ram的半球形模，半圆形仿形样板。旋压工艺参数如下：进给比0．5，旋轮直径300ram，旋轮与芯模之间的间隙见表2。表2可旋性试验用间隙的理论计算值点序l2345678距直径最小端距离，衄313233343536373间隙理论计算值，哪5．0l4．934．223．623．022．4l1．8l1．2l3试验结果及分析1570合金热轧板采用理论计算得出的间隙，进行可旋性试验，考虑到铝合金的退让量，实际旋轮和模具间隙及零件壁厚见表3。表3可旋性试验1’件实际间隙点序l2345678删t／nun4．854．743．973．282．7

7、22．081．540．97间隙理论计算值，衄5．204．924．34，

8、，l图1采用理论间隙进行可旋性试验结果14板材旋压结果见图l，零件贴胎度不好，断裂前壁厚为4．27mm，计算得出断裂前厚度偏离率2．8％，此时试件的变薄率19．8％。有关资料表明在各种因素中以壁厚偏离率对材料的可旋性影响最大，而正偏离率即使不是很大，亦可使材料的极限变薄率下降很多，并且在材料内表面有拉裂现象，1。件的试验结果证明了这一结论，采用间隙理论计算的间隙不合适，无法测试出材料的极限变薄率，应进一步调整间隙。在保证一定量的负偏离率前提下，调整旋轮后间隙实测值见表4。由图2可