本发明涉及金属材料塑性加工，具体涉及一种通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法。
背景技术：
1、铝合金带内筋筒段凭借其材料的高比强度以及结构上的高承载与减重优势，广泛应用于航空航天领域。然而，该类构件的高筋薄腹结构特性为制造过程带来了诸多挑战。传统的板料铣削-筋板弯曲-瓜瓣拼焊工艺不仅材料利用率低，而且在焊接过程中容易引发各种缺陷，进而影响构件的服役可靠性。相比之下，强力旋压技术能够实现此类构件的整体成形，是一种具有显著优势的制造技术。
2、铝合金构件塑性成形后，通常还需要进行固溶处理，再进行人工时效，使其达到t6热处理状态，提升其强度(一种提高al-cu系高强铝合金环件力学性能的方法，申请号：cn201610194060.0)。然而，成形后的材料在固溶过程中会发生再结晶，变形工艺向构件中引入的高密度位错及大量亚结构会随之消失，导致加工硬化效应难以保留，不利于构件强度的提升。因此可以在塑性成形前对坯料进行固溶处理，通过固溶处理-塑性加工-人工时效的工艺路径，使构件达到t8热处理状态以进一步提升其强度(一种铝合金强化方法，申请号：cn202311362273.6)。然而，针对铝合金带内筋筒段，直接固溶处理的筒坯，其旋压成形性差，容易在成形后出现多种宏观和微观缺陷，严重影响构件的服役性能。同时，直接固溶的坯料由于晶粒尺寸较大，材料流动性差，导致旋压过程中内筋填充效果不佳，难以达到设计需求。因此，亟需开发一种能够提高固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，以克服固溶态带内筋筒段旋压成形过程中的开裂问题，本发明通过在固溶处理前进行退火-减薄旋压的预处理工艺，显著提高了固溶态筒段的旋压成形性，并提升了内筋的充筋高度，推动了铝合金固溶态成形制造方面的理论研究，并为实际应用打下良好的基础。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其包括以下步骤：
3、s1、退火处理
4、将铝合金材质的筒段坯料置于热处理炉中，以每分钟10～20℃的速率升温至400～450℃，保温1～2小时，然后将筒段坯料从热处理炉中取出，采用水淬的方法降至室温；
5、s2、减薄旋压
6、将退火后的筒段坯料安装至圆柱型芯模上，然后进行减薄旋压，减薄率为20％～40％；
7、s3、固溶处理
8、将减薄后的筒段坯料置于热处理炉中，以每分钟10～20℃的速率升温至500～540℃，保温1～2小时，然后将筒段坯料从热处理炉中取出，采用水淬的方法降至室温；
9、s4、旋压成形
10、将固溶处理后的筒段坯料安装至带筋槽的圆柱形芯模上，进行旋压成形，即得到带内筋铝合金筒段。
11、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s1中的筒段坯料采用热挤压制造。
12、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2中，圆柱型芯模与退火后的筒段坯料的内径一致。
13、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2中，筒段坯料安装至圆柱型芯模之前，在圆柱型芯模表面涂抹润滑油；在减薄旋压开始前，在筒段坯料外表面涂抹润滑油。
14、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2中，采用多道次旋压实现减薄，每道次压下量为总压下量的四分之一至五分之一。
15、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s4中，筋槽的形式有纵筋、横筋、斜筋、正置交叉筋、斜置交叉筋中的一种或几种。
16、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s4中，筒段坯料安装至圆柱型芯模之前，在圆柱型芯模表面涂抹润滑油；在旋压开始前，在筒段坯料外表面涂抹润滑油。
17、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s4中，旋压成形的减薄率为40％～80％；和/或，成形通过单道次旋压完成。
18、作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s2和s4中，旋压工艺均采用双锥面旋轮。
19、与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：
20、本发明方法首先对初始筒坯进行退火处理，促使材料发生部分再结晶，从而部分消除前序加工过程中引入的位错和亚结构，降低减薄旋压过程中出现开裂的风险。通过减薄旋压工艺，材料内部引入了预变形，随后在固溶处理中发生的再结晶过程，能够消除筒坯热成形过程中生成的条带状晶粒，取而代之的是细小的等轴晶粒组织。这种等轴组织能够通过多晶粒协调变形，有效分散应变；相比之下，直接固溶获得的粗大条带状组织在变形过程中应变容易在晶界处集中，导致微观变形均匀性差，从而在带内筋旋压过程中引发材料的开裂。此外，细小的等轴晶粒组织在带内筋旋压过程中具有更好的流动性，显著提升了内筋的充填高度，从而增强了最终构件的承载能力。
1.一种通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s1中的筒段坯料采用热挤压制造。
3.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s2中，圆柱型芯模与退火后的筒段坯料的内径一致。
4.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s2中，筒段坯料安装至圆柱型芯模之前，在圆柱型芯模表面涂抹润滑油；在减薄旋压开始前，在筒段坯料外表面涂抹润滑油。
5.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s2中，采用多道次旋压实现减薄，每道次压下量为总压下量的四分之一至五分之一。
6.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s4中，筋槽的形式有纵筋、横筋、斜筋、正置交叉筋、斜置交叉筋中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s4中，筒段坯料安装至圆柱型芯模之前，在圆柱型芯模表面涂抹润滑油；在旋压开始前，在筒段坯料外表面涂抹润滑油。
8.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s4中，旋压成形的减薄率为40％～80％；和/或，成形通过单道次旋压完成。
9.根据权利要求1所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s1中，采取以每分钟10～20℃的速率升温至400～450℃；步骤s3中，以每分钟10～20℃的速率升温至500～540℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的通过预处理提升固溶态带内筋筒段旋压成形性的方法，其特征在于，步骤s2和s4中，旋压工艺均采用双锥面旋轮。
