Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), Москва, Россия

М. В. Жаров, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: MaximZharov@mail.ru

Рассмотрены результаты исследований особенностей формирования дефектов формы, возникающих при изготовлении авиационных панелей, обечаек и других оребренных деталей из алюминиевых сплавов в условиях изотермической штамповки и штамповки в состоянии сверхпластичности. Изучено образование дефектов при изготовлении панелей из различных групп авиационных алюминиевых материалов, в частности из сплавов на основе систем Al – Mg (АМг3 и АМг6), Al – Mg – Si – Cu (АК6 и АК8), Al – Zn – Mg – Cu (В95 и В96Ц) и Al – Mg – Li (01420). Определены механизмы формирования следующих дефектов формы, возникающих при производстве авиационных панелей изотермической штамповкой: утяжина на тыльной стороне полотна панели в подреберном пространстве; разрыв материала изделия в области сочленения ребра и полотна панели на завершающих стадиях деформирования; образование зажима на боковой поверхности ребра; появление втянутых в тело изделия окисных плен в центральной части ребра. Выполнен анализ зависимости формирования указанных дефектов от условий температурно-скоростных параметров процесса деформирования. Построены модели характера течения металла при заполнении полости штампа при различных температурно-скоростных параметрах деформирования. Установлено, что характер течения металла при заполнении полости штампа зависит от толщины полотна исходной плоской заготовки, а также температурных и скоростных условий деформирования. В результате проведенных исследований определены температурно-скоростные параметры процессов деформирования алюминиевых сплавов для изготовления бездефектных деталей авиационной техники в целях обеспечения минимальных норм расхода основных материалов и объемов последующей механической обработки. 

1. Галкин В. И., Палтиевич А. Р., Шелест А. Е. Моделирование и оценка причин возникновения дефектов в процессе изотермической штамповки оребренных панелей из алюминиевых сплавов // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24, № 3. С. 170–178.
2. Atxaga G., Arroyo A., Canflanca B. Hot stamping of aerospace aluminium alloys: Automotive technologies for the aeronautics industry // Journal of Manufacturing Processes. 2022. Vol. 81. P. 817–827. DOI: 10.1016/j.jmapro.2022.07.032
3. Zhou Jing, Wang Bao-yu, Lin Jian-guo, Fu Lei et al. Forming defects in aluminum alloy hot stamping of side-door impact beam // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014. Vol. 24, Iss. 11. P. 3611–3620. DOI: 10.1016/S1003-6326(14)63506-8
4. Галкин В. И., Васильев В. А., Палтиевич А. Р., Борунова Т. И. и др. К вопросу о возможности управления процессом изотермической штамповки бездефектных оребренных панелей из сплава 1420 // Технология легких сплавов. 2017. № 1. С. 84–90.
5. Жаров М. В. О применении математического моделирования методом конечных элементов при изотермической штамповке оребренных обечаек // Технология легких сплавов. 2018. № 1. С. 73–77.
6. Галкин В. И., Головкина М. Г., Палтиевич А. Р. Прогнозирование распределения механических свойств по объему полуфабрикатов в зависимости от технологических параметров процесса горячей обработки металлов давлением // Металлы. 2017. № 5. С. 96–103.
7. Петров А. П., Паршиков А. Н., Жаров М. В. Особенности образования дефектов при изотермической штамповке оребренных изделий // Цветные металлы. 2003. № 5. С. 66–70.
8. Алиева Л. И. Образование дефектов в процессах холодного выдавливания // Вестник Херсонского национального технического университета. 2016. № 4(59). С. 18–27.
9. Готлиб Б. М., Вакалюк А. А. Изотермическая штамповка изделий в условиях, близких к сверхпластичности // Современные наукоемкие технологии. 2019. № 4. С. 9–13.
10. Kacar Ilyas, Ozturk Fahrettin, Jarra Firas. Defects and remedies in stamping of advanced high strength steels // Journal of Modern Mechanical Engineering and Technology. 2014. Vol. 1. P. 68–74. DOI: 10.15377/2409-9848.2014.01.02.4
11. Корягин Ю. Д., Крайнов В. И., Ильичев В. Л. Формирование структуры и свойств алюминиевого сплава 1420, подвергнутого пластической деформации, совмещенной с термической обработкой // Наука ЮУрГУ: Материалы 68-й научной конференции. — Уфа : Южно-Уральский государственный университет, 2016. С. 758–766.
12. ГОСТ 4784–97. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. Издание официальное. — Введ. 01.07.2000.
13. ОСТ 1.90048–90. Сплавы алюминиевые деформируемые. Марки. Дата введения 1.02.1991. Утвержден и введен в действие Распоряжением Министерства авиационной промышленности (МАП) от 26.11.1990. № 080/4. — 6 с.
14. Bazhenov M. G., Galkin V. I., Zharov M. V., Zverlov B. V. et al. Automated control system for thermocompression unit // Measurement Techniques. 2003, Vol. 46, Iss. 1. P. 56–58.
15. Жаров М. В. Измерительно-управляющая система термокомпрессионного оборудования с регламентированными температурно-скоростными параметрами дефор мирования // Измерительная техника. 2022. № 12. С. 46–51. DOI: 10.32446/0368-1025it.2022-12-46-51
16. Ковка и штамповка : справочник. В 4-х т. Т. 1. Материалы и нагрев. Оборудование. Ковка. — 2-е изд., перераб. и доп. / под общ. ред. Е. Н. Семенова. — М. : Машиностроение, 2010. — 717 с.

17. Авиационные материалы. Справочник. В 9-ти т. Т. 4. Алюминиевые и бериллиевые сплавы. Часть 1. Деформируемые алюминиевые сплавы и сплавы на основе бериллия. Книга 2. — М. : ОНТИ ВИАМ, 1983. — 522 с.
18. РТМ 1.4.1644–86. Изотермическая объемная штамповка алюминиевых и магниевых сплавов. — М. : НИАТ, 1987. — 134 с.
19. Bin Li, Yun Wu, Fengxia Guo, Jun Qi. Real-time detection method for surface defects of stamping parts based on template matching // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 252, Iss. 2. P. 2076. DOI: 10.1088/1755-1315/252/2/022076
20. Алексеев А. В. Напряженное и деформированное состояние при получении деталей со сложной формой // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 5. C. 306–310. DOI: 10.24412/2071-6168-2022-5-306-310