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铝合金精密锻造加工的相关工艺技术分析

作者: 点击:218  发布日期:2023年11月08日
信息摘要:
铝合金以其密度小、比强度高、加工性好等优点在各个领域都得到了广泛的应用,为了达到节能减重的效果,美国、日本和西欧等发达 都在不断加大对铝合金锻造材料及其工艺的研发力度,铝合金锻造技术更是被作为一项核心技术来重点支持和发展。自1956年起,

铝合金以其密度小、比强度高、加工性好等优点在各个领域都得到了广泛的应用,为了达到节能减重的效果,美国、日本和西欧等发达 都在不断加大对铝合金锻造材料及其工艺的研发力度,铝合金锻造技术更是被作为一项核心技术来重点支持和发展。

自1956年起, 铝产量就一直居有色金属首位。目前 铝加工材产量为3000万吨/年,其中板、带、箔材占57%,挤压材占38%。由于铝合金锻造材成本高,生产技术难度大,仅在特别重要的受力部位采用,因此在加工材中所占比例较小,为2.5%。随着汽车工业的不断发展,对汽车轻量化的要求越来越高。据报道,轿车质量每减少10%,燃油消耗可降低6%~8%,因此,以铝合金为代表的轻质材料在汽车零部件中的应用日趋广泛。据估计,全球铝锻件每年的需求量高达100万吨,而目前全 的年产量仅约为80万吨,尚不能满足市场需求。在汽车行业,目前铝合金轮毂的使用量达到数十亿个,且每年仍在以20%的速度增长。

铝合金的锻造工艺特点

⑴塑性较低。铝合金塑性受合金成分和锻造温度的影响较大,而且塑性对变形速度的敏感程度随合金元素的含量不同而不同,当合金元素含量增加时,铝合金塑性不断下降,且对变形速度的敏感程度也增强。大多数铝合金都为正应变速率敏感材料,即流动应力随着变形速率的降低而减小,因此,对于航空用大型铝合金锻件,往往采用油压机或者水压机成形,对于中小型锻件则可采用螺旋压力机或者机械压力机制造。

⑵粘附性强。由于铝和铁可以固溶,因此,铝合金在锻造过程中经常发生粘模现象。一般认为,锭子油可以起到较好的润滑效果,近年来,美国Acheson等公司也开发出了适合工业应用的铝合金润滑剂。国内也有公司自己配制油基或水基润滑剂,使用效果也很好。

⑶锻造温度范围窄。大多数铝合金的锻造温度范围都在150℃以内,有些甚至只有70℃,因此,在锻造生产中,往往需要采用多次加热的方法来确保铝合金具有良好的可锻性。尤其是对产品性能要求严格的航天和军工产品,在 *终成形时往往采用等温锻造的方法进行生产。

⑷工序变形量小。铝合金锻造一般不允许少工序、大变形,以免导致粗晶或者产生裂纹,因此,往往需要将总变形量进行合理分配,制坯工序对于 *终产品的成形结果影响较大。由于工件经过若干工序后,温度往往低于所要求的锻造温度,故需要再次加热。



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