7050鋁合金彈殼成形工藝優(yōu)化及熱處理工藝的研究.pdf

1、基于7050鋁合金具有重量輕、比強高和易加工成型等特點，鋁合金彈殼可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅彈殼和鋼彈殼，所以研制輕質(zhì)高效的鋁合金彈殼是輕武器輕量化重要的課題之一，對國防具有重要意義。鋁合金彈殼研制的難點主要在于：(a)鋁合金在室溫下塑性較差，增大了塑性加工的難度；(b)鋁合金固溶處理和時效處理制度決定了彈殼在使用過程中的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，制定適用于低溫存放、高溫使用的鋁合金彈殼的熱處理制度是十分必要的。由嘉陵提供的7050鋁合金彈殼在使用過程

2、中出現(xiàn)開裂缺陷，本文通過對塑性成形工藝的優(yōu)化降低了彈殼的應(yīng)力及改善了形狀尺寸，并通過熱處理提高了彈殼的強度和耐腐蝕性能，消除了彈殼在使用過程中產(chǎn)生的破裂等缺陷。本文具體研究內(nèi)容如下：
　　①彈殼塑性成形過程的模具結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
　　本文首先通過有限元軟件對該彈殼原有的擠盂、引長和沖底變形過程進行了數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行了分析，找出了鋁合金彈殼在使用過程中破裂的原因。其次，針對塑性成形過程中出現(xiàn)的不同的問題，使用不同的優(yōu)化方

3、法對模具結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化：(a)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法優(yōu)化了擠盂凸模結(jié)構(gòu)參數(shù)，極大地降低了坯料的剪切應(yīng)力；(b)通過引長變形過程的行程—載荷曲線，優(yōu)化了引長凸模圓角半徑尺寸、凹模減徑帶尺寸及模圈的間距，減小了坯料中殘留的損傷值；(c)通過分析沖底變形過程的數(shù)值仿真結(jié)果，優(yōu)化了凸凹模的間隙，消除了彈殼側(cè)壁壁厚不均勻的現(xiàn)象，解決了彈殼開裂的問題。
　?、?050鋁合金熱處理制度的探討和熱處理工藝的制定
　　本文為探究適合該705

4、0鋁合金彈殼的熱處理制度，探討并對比了單級固溶和雙級固溶制度、單級時效和雙級時效制度對合金力學(xué)性能、耐腐蝕性能的影響。借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等設(shè)備，可發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：(a)相對于單級固溶制度，經(jīng)過雙級固溶處理的合金基體里殘余的粗大脆硬第二相明顯固溶進基體里，力學(xué)性能大大提高了,二級固溶溫度485oC時合金的硬度和電導(dǎo)率最好，分別達到191HV、40.46％IACS；二級固溶溫度495oC時合金的抗拉強度和延伸率最好，分別達到59

5、0MPa和14.04%；(b)經(jīng)過120oC/8h+160oC長時間時效后，二級固溶溫度495oC的合金比二級固溶溫度485oC的合金抗拉強度高出20MPa，延伸率提高約2%；(c)通過時效動力學(xué)曲線的測定，一級時效峰值時間為8h，二級峰值時效時間為16h，但經(jīng)過二級時效時間對合金耐腐蝕性能影響的實驗，二級時效時間24h時，合金的耐腐蝕性能最好。最后，經(jīng)過實驗結(jié)果對比，雙級固溶制度選定為450oC/1h+495oC/1h,雙級時效制度為