临时回火处理制造技术

本发明专利技术涉及临时回火处理。提供了一种使用临时回火处理形成结构的方法。金属材料被部分熟化至不需要冷藏的稳定回火。在制造商接收金属材料之前，在供应商设施中完成部分熟化步骤。一旦制造商接收到部分熟化的金属材料，就将部分熟化的金属材料加热到第一温度以执行退化。在执行退化之后，从部分熟化的金属材料形成结构。该结构被成型和检查。该结构然后在熟化箱中被加热到第二温度以达到其最终的熟化状态。最终的熟化状态可接近、满足或超过T6回火。

【技术实现步骤摘要】
临时回火处理
本公开总体上涉及制造金属结构。更具体地，本公开涉及使用于飞机应用的金属结构部分熟化且随后辊轧成形的临时回火处理。
技术介绍
尽管制造商越来越多地转向飞机和汽车应用中使用的复合材料，但金属结构仍然是为这些平台提供支撑结构的可行选项。制造商可以使用辊轧成形技术制作这样的金属结构。在辊轧成形之前，金属材料经受多种不同的制造处理。这些处理改变金属材料的性能以便更理想地用于辊轧成形。许多处理步骤需要人力、资源、设备、时间和占地面积，这通常比期望的降低效率并且增加总制作过程的成本。因此，期望的是具有考虑上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和设备。
技术实现思路
本公开的示例性实施方式提供了用于形成结构的方法。部分熟化的金属材料被加热到第一温度以执行退化。结构是在执行退化之后从部分熟化的金属材料辊轧成形。部分熟化的金属材料在辊轧成形之前未冷藏放置。所有部分熟化是在现场外完成。该结构被加热到第二温度以达到最终的熟化状态。最终的熟化状态可满足或超过T6回火。本公开的另一示例性实施方式提供了一种用于形成飞机的结构的方法。诸如7000系铝的金属材料被固溶热处理。金属材料然后通过使其加热到170-190华氏度的温度约4小时而被部分熟化或者使金属材料自然熟化高达40小时。部分熟化的金属材料未存储在冷冻器中。反而，继续暴露于室温下。部分熟化的金属材料被加热到350华氏度与410华氏度之间的温度以执行退化。在执行退化之后，从部分熟化的金属材料辊轧成形该结构。该结构被加热以达到最终的熟化状态。该结构可以在250华氏度加热约18小时。本公开的另一示例性实施方式提供了包括加热系统、辊轧成形系统和熟化箱(ageoven)的制造系统。加热系统被配置为将部分熟化的金属材料加热到第一温度以执行退化。辊轧成形系统被配置为在执行退化之后从部分熟化的金属材料辊轧成形结构。部分熟化的金属材料在辊轧成形之前未冷藏放置。熟化箱被配置为将该结构加热到第二温度以达到该结构的最终的熟化状态。特征和功能可以在本公开的各种实施方式中独立实现或者也可以结合在其他实施方式中，参考以下说明和附图可了解更多细节。附图说明在所附权利要求中阐述了被认为是示例性实施方式的新颖性特征的性能。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下本公开的示例性实施方式的详细说明，将充分理解示例性实施方式以及使用的优选方式、更多目标及其特征，其中：图1是根据示例性实施方式的飞机的示图；图2是根据示例性实施方式的制造环境的框图的示图；图3A是根据现有技术的辊轧成形处理的流程图的示图；图3B是根据示例性实施方式的辊轧成形处理的流程图的示图；图4是示出了根据示例性实施方式的部分熟化的金属材料的性能的图表的示图；图5是示出了根据示例性实施方式的部分熟化的金属材料的性能的图表的示图；图6是根据示例性实施方式的用于辊轧成形飞机的结构的过程的流程图的示图；图7是根据示例性实施方式的用于辊轧成形飞机的结构的过程的流程图的另一示图；图8是根据示例性实施方式的用于监测部分熟化的金属材料的退化的过程的流程图的示图；图9是根据示例性实施方式的飞机制造和维修方法的框图的示图；以及图10是其中可以实现示例性实施方式的飞机的框图的示图。具体实施方式示例性实施方式识别并且考虑一个或多个不同的考虑因素。例如，示例性实施方式识别并考虑到，用于辊轧成形铝桁条的制造处理通常比期望的更昂贵且更耗时。在辊轧成形之前，处于退火状态的金属材料起皱、固溶热处理、淬火并保持在冷冻器中。当前方案采用现场固溶热处理和冷藏处理，这需要在形成桁条之前将新近淬火的材料保持在-10华氏度的冷冻器中。冷藏使金属的自然熟化过程放慢，如果它被存储在室温下将发生熟化。因此，重要的是限制辊轧成形处理开始之前金属材料暴露于室温的时间以维持仍然允许成型性的期望强度水平。另外，固溶热处理、淬火和冷冻步骤使整个过程比期望的花费更多时间和成本。具有更简单的过程将节省人力和存储成本。因此，所公开的实施方式涉及用于形成结构的方法。金属材料被部分熟化至不需要冷藏的稳定回火。理想地，金属由供应商在现场外被部分熟化。一旦在制造设施中，部分熟化的金属材料就被加热到第一温度以执行退化(retrogression)。结构是由部分熟化的金属材料在执行退化之后形成的。该结构被照常成型和检查。该结构然后在熟化箱中被加热到第二温度以达到其最终的熟化状态。最终的熟化状态可接近T6回火。使用本文中描述的方法，可以比当前使用的处理更少的时间完成最终的熟化步骤。现在参考附图，并且具体参考图1，根据示例性实施方式描述了飞机的示图。在该示例性的实例中，飞机100具有附接至机身106的机翼102和机翼104。飞机100包括附接至机翼102的发动机108和附接至机翼104的发动机110。机身106具有机头部(nosesection)112和尾翼部114。水平稳定器116、水平稳定器118和垂直稳定器120附接至机身106的尾翼部114。机身106具有桁条(stringer)122。现在转向图2，根据示例性实施方式描述了制造环境的框图的示图。制造环境200是制造系统202内的部件可用于形成结构204的环境。结构204是由金属材料206制成且配置为在平台208中使用的结构。金属材料206可包括铝、铝合金或其他合适类型的材料中的至少一种。具体地，金属材料206可以是7000系铝合金，诸如但不限于7075铝合金。在此示例性实例中，金属材料206处于其退火状态。如本文所使用的，当与项目列表一起使用时，短语“……中的至少一个”意味着可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每个项目中的一个。换言之，“……中的至少一个”意味着可以从列表中使用项目的任何组合和任意数量的项目，而并非列表中的所有项目都是必需的。该项目可以是特定对象、事物或类别。例如，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可包括但不限于，项目A、项目A和项目B、或项目B。该实例还可以包括项目A、项目B、和项目C、或者项目B和项目C。当然，可存在这些项目的任何组合。在其他实例中，“……中的至少一个”可以是例如但不限于项目A中的两个、项目B中的一个、和项目C中的十个；项目B中的四个和项目C中的七个；或者其他合适组合。平台208可以是例如但不限于移动平台、固定平台、路基结构、水基结构和基于空间的结构。更具体地，平台208可以是飞机、水面舰船、坦克、人员运输车、火车、宇宙飞船、空间站、卫星、潜艇、汽车、发电厂、桥梁、水坝、房屋、制造设施、建筑物以及其他合适的平台。在此示例性实例中，平台208采用飞机210的形式。当为飞机210制造结构204时，结构204可以是例如但不限于机身桁条、框架、蒙皮板、蒙皮加强板(doubler)、或者配置为在飞机210中使用的其他合适的结构。在该示例性的实例中，结构204采用桁条21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成结构(204)的方法，所述方法包括：/n将部分熟化的金属材料(216)加热到第一温度(242)以执行退化(240)；/n在执行所述退化(240)之后，从所述部分熟化的金属材料(216)辊轧成形所述结构(204)，其中，所述部分熟化的金属材料(216)在辊轧成形之前未冷藏(220)放置；并且/n将所述结构(204)加热到第二温度(246)以达到最终的熟化状态(224)。/n

【技术特征摘要】
20190927 US 16/585,0791.一种用于形成结构(204)的方法，所述方法包括：
将部分熟化的金属材料(216)加热到第一温度(242)以执行退化(240)；
在执行所述退化(240)之后，从所述部分熟化的金属材料(216)辊轧成形所述结构(204)，其中，所述部分熟化的金属材料(216)在辊轧成形之前未冷藏(220)放置；并且
将所述结构(204)加热到第二温度(246)以达到最终的熟化状态(224)。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
固溶热处理金属材料；并且
通过将所述金属材料加热到170和190华氏度之间的温度小于4小时来形成所述部分熟化的金属材料(216)。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
固溶热处理金属材料(206)；并且
通过使所述金属材料(206)在室温下自然熟化到期望的洛氏硬度来形成所述部分熟化的金属材料(216)。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从供应商设施(213)接收所述部分熟化的金属材料(216)。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述部分熟化的金属材料(216)包括所述退化(240)之前的32ksi与50ksi之间的屈服应力(402)，并且其中，所述部分熟化的金属材料(216)包括所述退化(240)之后的32ksi与45ksi之间的屈服应力(402)。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述部分熟化的金属材料(216)加热到所述第一温度(242)以执行所述退化(240)包括：
将所述部分熟化的金属材料(216)加热到400华氏度2分钟至5分钟。


7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述部分熟化的金属材料(216)包括所述退化(240)后的极限抗拉强度和抗拉屈服强度(406)的25ksi与30ksi之间的差值。


8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在所述退化(240)期间监测熟化状态(248)；并且
基于所述熟化状态(248)确定所述退化(240)的周期时间(250)。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
锥形加工所述部分熟化的金属材料(216)，其中，在所述锥形加工之后或者在所述辊轧成形之前，所述部分熟化的金属材料(216)未被淬火。


10.一种用于形成飞机(210)的桁条(212)的方法，所述方法包括：
从供应商设施接收部分熟化的金属材料(216)，其中，所述部分熟化的金属材料(216)已被固溶热处理和部分熟化；
锥形加工所述部分熟化的金属材料(216)；
对所述部分熟化的金属材料(216)执行退化(240)；
在执行所述退化(240)之后，从所述部分熟化的金属材料(216)...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·罗伯特·韦伯，克林顿·J·坎贝尔，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US