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铝合金锻造加工工艺

一、铝合金锻造

(一)铝坯料的提前准备和加热

1.坯料提前准备

供锻造用的铝合金坯料有浇铸、冷轧毛坯和挤压成型毛坯。浇铸常见于生产制造随意铸钢件和各种各样较为小的模锻件。针对大中型模锻件的坯料,当挤压成型棒料的规格不足时,大多数也选用经锻造后的浇铸作坯料。锻造前,浇铸表层要开展机械加工制造,使其粗糙度小于12.5μm,并开展匀称化淬火,以改进塑性变形。

铝合金的冷轧毛坯,具备纤维的宏观经济机构。常见冷轧薄厚低于l00Mm的方坯和条坯生产制造墙板类铸钢件和大量生产制造的中小型薄铸钢件。冷轧毛坯较挤压成型的和锻制的毛坯具备不错的工艺性能、较匀称的机构和物理性能,因而再用棒料作坯料生产制造大中型关键铸钢件和模锻件时,最先采用冷轧棒料,次之采用挤压成型棒料,最终才采用锻制棒料。采用冷轧毛坯的难题是,薄厚大的冷轧方坯开料较艰难,并且开料全过程中金属材料耗损大。

铝合金的挤压成型毛坯,因为生产制造协调能力大,现阶段大部分铝合金铸钢件全是以挤压成型毛坯做为锻造用坯料,挤压成型棒料特别是在适合作为短轴类铸钢件的坯料。但挤压成型毛坯的各种各样大,并且外皮有粗晶环、成层、外皮汽泡等缺点,因而自由锻前务必消除这种外皮缺点。

铝合金坯料常见的开料方式是用数控锯床、数控车床或数控车床开料,偏少用剪板机开料,个别情况下选用坯料加热后锤上剁切。

2.锻前加热

因为铝合金锻造温度范畴窄小,铝合金毛坯的加热应取用可以确保做到规定的温度范畴并便于自动控制系统的箱式电阻炉,炉内气体要强制性循环系统,并选用含有隔热保温屏的加热元器件。现阶段,中国铝合金毛坯大多数用铁铬铝丝电加热炉加热,火炉配有精密度在±10℃范畴内的全自动控制仪表。为精确测量温度,在加热区距毛坯100-160Mm处安裝热电阻,基础符合规定。沒有加热炉时,能够应用煤气灶和煤油炉,但不允许火苗直接接触坯料,防止粗晶。然料的含硫量要低,以防高溫下硫渗透到位错。

装炉外,毛坯要去除油污以及他废弃物,炉内不可与板坯混放,以防铁屑和空气氧化铁销混在一起非常容易造成发生爆炸。装炉时毛坯不可与加热元器件触碰,以防短路故障和撞坏加热元器件。炉内毛坯置放距炉口250-300mm,以确保加热匀称。在毛坯和电热丝中间加放厚钢板,以防止毛坯在加热全过程中粗晶。

铝合金传热性优良,一切薄厚的毛坯均不用加热,可马上在高温电炉内加热,规定毛坯加热到锻造温度的限制。为了更好地确保加强相的充足融解,其加热時间一般仍比板坯的加热时间长,可按每毫米直徑(或薄厚)约需1.5min测算。针对挤压成型坯料或冷轧坯料加热到开锻温度后,是不是必须隔热保温,以在锻造和自由锻时不出現裂痕为标准,而浇铸则务必隔热保温。

表1.5.1列举常见形变铝合金的锻造温度范畴。表中数据说明,铝合金的锻造温度范畴较为窄,一般都是在150℃范畴内,一些高韧性铝合金的锻造温度范畴乃至在100℃范畴内。锤上锻造温度一般比压力机上锻造温度低20-30℃。为了更好地减少锻造温度的转变,必须对铝合金锻造用模貝开展加热。

海外技术文档说明,对铝合金的锻造温度选用更窄范畴。比如,美国最常见的15种铝合金,其锻造温度范畴一般低于55℃,较大 不超过90℃。和中国的锻造温度相较为,始锻温度被减少,终锻温度被提升。在窄小的温度范畴内锻造,毫无疑问铝合金的塑性变形好,形变抵抗力较小,所得到的加工硬化机构匀称并且细微。

(二)锻造加工工艺

1.形变速率和形变水平

形变速率对大部分铝合金的塑性变形沒有很大的危害,仅仅某些高细晶强化的铝合金在髙速形时,塑性变形才明显降低。除此之外,当由低形变速率衔接到高形变速率时,形变抵抗力伴随着铝合金的细晶强化水平不一样,大概扩大0.5-2.0倍。因而,铝合金锻造既可在低的形变速率下开展,也可在高的形变速率下开展。可是为了更好地扩大容许的形变水平和提升生产率,减少形变抵抗力和改进铝合金填充模貝凹模的流通性,则采用压力机和自由锻来锻造铝合金要比锤锻好点。针对大中型铝合金铸钢件和模锻件,特别是在这般。

铝合金在髙速锤上锻造时,因为形变速率非常大,滚动摩擦力非常大,热电效应也大,使铝合金在锻造时的升温(约100℃)较为显著。因此,铝合金的始锻温度应多方面调节,锻前毛坯的加热温度宜取原要求的始锻温度低限。此外,因为铝合金的外摩擦阻力大,流通性差,若形变速率太快,非常容易使铸钢件造成脱皮、伸缩和结晶体机构不匀称等缺点,针对低塑性变形的高韧性铝合金还非常容易造成铸钢件裂开。因此 ,该类铝合金最合适在低速档压力机上锻造。

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