[发明专利]半固态充填－塑性变形一体化模锻工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种半固态充填－塑性变形一体化模锻工艺。

背景技术

液态模锻虽然综合了传统铸造、锻造的优点，但仍然是以凝固为主的成形，因此与固态模锻生产出的锻件相比在性能上仍然存在着一定的差距，主要原因是塑性变形量小，组织状态不是经变形的细晶组织。为了提高两种成形技术制件的性能，近年来一些学者提出采用先铸造制坯，然后进行普通热模锻，这种方法只适用于简单形状零件，主要目的是节约材料。

有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种半固态充填－塑性变形一体化模锻工艺，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高和精确控制液态模锻制件组织性能的半固态充填－塑性变形一体化模锻工艺。

本发明半固态充填－塑性变形一体化模锻工艺，所述的工艺需采用T型件模锻系统完成，其中所述的T型件模锻系统包括：模具装置、压力驱动装置，所述模具装置至少包括T型成组件，所述T型成组件包括：凸模、左凹模、右凹模以及左滑块、右滑块，在所述的左滑块、右滑块上分别压设有的液压活塞；所述压力驱动装置控制所述的左滑块、右滑块的移动，并通过调节压力驱动装置的压力大小实现不同的速度；

所述的工艺至少包括如下步骤：

采用应变诱导熔化激活法制备铝合金半固态坯料，包括：选择6061铝镁合金挤压棒材，在6061铝镁合金挤压棒材的上、下端面采用油脂石墨润滑剂，将挤压态坯料直接镦粗，在镦粗前先将坯料进行退火，消除应力，退火温度为 540℃，保温2h，空冷，然后在润滑条件下进行冷镦粗，将冷镦后的坯料加热到6061铝合金的半固态温度区间610℃，保温时间15分钟，得到半固态坯料；

模具装置进行预热，预热温度为300℃±10℃；

将半固态坯料在在610℃下加热50分钟，将半固态合金倒入容置液态6061 铝合金的空腔内，合金填充T型件轴线垂直的圆柱体，在第一压力下进行液态填充，冲头压力小于或等于压在左滑块、右滑块上的液压活塞，冲头加载速度为15mm/s，冲头加载完成后保压20s，6061铝合金凝固后在第二压力下继续加载冲头，使已凝固的金属部分推动所述的左滑块、右滑块向外移动，所述的左滑块、右滑块到达设定位置后，停止冲头加载，通过塑性变形完成两个轴线水平不等径地圆柱部分的成形；其中，第一压力小于第二压力。

进一步地，所述模具装置包括下模板通过螺塞固定在下模板上的垫板，对置在所述垫板上的凹模固定套，所述左凹模、右凹模分别通过左法兰、右法兰连接在所述凹模固定套上，所述左滑块设置在所述左凹模上，所述右滑块设置在所述右滑块上，在所述的左滑块、右滑块上分别压设有的液压活塞，所述的凸模与左凹模、右凹模单边间隙为0.06至0.1mm；

还包括上模板通过螺栓固定在上模板上的凸模固定板，所述凸模固定板和上模板之间设有凸模垫板。

进一步地，在凹模与凹模模套之间设有斜度。

进一步地，压力驱动装置包括：油箱、液压泵、溢流阀、节流阀、换向阀和液压缸；启动后，通过节流阀调节油压的压力，以不同地速率带动油缸活塞移动，直到满足压力机继续施压后的行程为止，压力驱动装置由两个油缸来控制左、右两个滑块。

进一步地，还包括固定连接装置，所述固定连接装置包括：平行间距设置的固定环和移动环，所述的固定环、移动环均与两根导柱连接，所述导柱上设有螺纹，所述移动环上套设有导套，所述导套内设有于所述导柱上螺纹配合的螺纹，所述导套下方的导柱上设有螺母，所述的移动环通过两根带螺纹的导柱和螺母支撑起来，所述压力驱动装置的液压缸设置在所述移动环上，所述移动环可通过螺纹调节高度，控制液压缸的中心与模具装置的左、右滑块的中心在同一水平高度。

进一步地，T型件模锻系统还包括：液压机、加热炉、温控仪、可控硅温度仪；采用可控温度仪和开式加热炉做为加热熔化金属，开式加热炉的功率为 10kw，温度传感器材料为镍铬-镍硅合金，采用4根电阻丝加热模具；在电阻丝内外加装瓷管，并在加热时包裹耐火的石棉材料来减少模具与环境的热交换；采用XMT-101数显温度控制仪器测量模具的温度，温度控制装置的测量范围是 1ˉ1300摄氏度，误差小于等于1摄氏度；线圈电压380V，可以实现过电压和过电流保护；所述液压机为2000KN液态模锻液压机。

进一步地，采用机油石墨润滑剂对所述模具装置进行润滑，将质量分数为 5％的石墨粉加入到质量分数为95％的机油中，均匀搅拌后用喷枪喷涂在模具型腔表面，其厚度为0.05-0.1mm。