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半固态挤压成形工艺参数的优化选取

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:因此,严格控制转移温度,坯料搬运平稳、时间短,是保证半固态挤压加工顺利实现所必需。对流变挤压成形来说,转移温度实质上是指制浆完毕的温度。这种“隔热层”上复合润滑层,效果最好。从各国情况来看,半固态模锻使用的润滑剂和压力铸造基本相同。

半固态挤压成形工艺参数的优化选取

1.加压参数的影响

(1)比压 压力因素是半固态挤压成形成败的关键,常用比压值来衡量。比压的大小主要与下列因素有关:

1)与加压方式有关。平冲头压制的比压高于异形冲头压制的比压。

2)与制件几何尺寸有关。实心件的比压高于空心件的比压,高制件的比压高于矮制件的比压。

3)与合金特性有关。逐层凝固合金选用的比压高于糊状凝固合金的比压。

一般来讲,利用材料触变性实现充填流动后,进一步的成形过程主要是金属在高压下凝固和塑性变形密实过程的复合。因此,主要考虑后者,比压值应选取40~60MPa为宜。

(2)加压开始时间 是指半固态坯料或浆料置入模膛至加压开始的时间间隔。从理论上讲,半固态坯料置入模膛后,从速加压为宜。

(3)保压时间 升压阶段一旦结束,便进入稳定加压,即保压阶段,从升压结束至加压结束(卸压)的时间间隔,为保压时间。

保压时间长短与合金特性和制件大小有关,可按下述情况进行选用:

1)铝合金制件,壁厚在50mm以下,可取0.5s/mm;壁厚为50~100mm,可取0.8s/mm;壁厚在100mm以上,可取1.0~1.5s/mm。

2)铜合金制件,壁厚在100mm以下,可取1.5s/mm。

(4)加压速度 加压速度指加压开始时液压机的行程速度。加压速度过快,浆料易卷入气体和飞溅;加压速度过慢,自由结壳太厚,降低加压效果,或者无法实现半固态模锻。(www.xing528.com)

加压速度的大小主要与制件尺寸有关。对于小件,取0.2~0.4m/s;对于大件,取0.1m/s。

2.温度参数的影响

(1)转移温度 对触变模锻来说,转移温度实质上是指二次加热温度。转移温度必须科学选定,温度过高,坯料没有足够强度,机械手(或人工)很难夹持移入模具中;温度过低,将增加自由凝固结壳厚度,或者使下一步加工转变为固态加工。因此,严格控制转移温度,坯料搬运平稳、时间短,是保证半固态挤压加工顺利实现所必需。

对流变挤压成形来说,转移温度实质上是指制浆完毕的温度。若浆料温度太低,则容易凝固结壳,甚至难以倒入型腔。通常应考虑适当提高一些浆料温度。

(2)模具温度 模具温度低,使半固态浆料迅速结壳,或增加冷隔,或无法实现半固态加工;模具温度高,容易粘焊,加速模具磨损。模具温度的选用与合金凝固温度、制件尺寸形状有关。

对于铝合金,模具预热温度为150~200℃,工作温度为200~300℃;对于铜合金,模具预热温度为200~250℃,工作温度为200~350℃。

对于薄壁制件应适当提高模具温度,尤其是小型薄壁件,模具温度偏低,将无法完成加压成形。

在大批量连续生产时,模具温度往往超过允许值范围,必须采用水冷或风冷措施加以控制。

(3)模具涂层和润滑 半固态模锻模具受热腐蚀和热疲劳严重,为此常在模具与半固态金属直接接触的模膛部分涂覆一层“隔热层”,该层与模具本体结合紧密,不易剥落。压制前,在涂层上再喷上一层润滑层,以利于制件从模具取出和冷却模具。这种“隔热层”上复合润滑层,效果最好。目前,多数不采用“隔热层”,而直接涂覆润滑层,效果也不错,尤其对于有色金属合金半固态模锻,情况更佳。

从各国情况来看,半固态模锻使用的润滑剂和压力铸造基本相同。

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