[发明专利]一种半固态挤压铸造轴套零件的制备方法

说明书

本发明公开一种半固态挤压铸造轴套零件的制备方法，属于半固态成形领域。本发明所述方法为：将长方形铸锭首先用感应加热炉加热至再结晶温度以上50‑100℃，然后进行多向多道次热轧，冷却至室温后进行多向多道次冷轧，切割后将其放入感应加热炉内加热至Tm以上10‑20℃并保温10‑15分钟，然后送至模具内进行半固态底注式挤压铸造，挤压结束后再控制左右凹模对轴套施加侧向压力并保压，最后卸除模具，取出轴套零件，并进行下一个零件的成形。本发明所述方法采用底注式挤压，挤压件三向受力，成形件机械性能好，而且操作简单、控制方便、流程短、可实现机械化控制。

技术领域

本发明涉及一种半固态挤压铸造轴套零件的制备方法，属于半固态成形领域。

背景技术

随着国家工业化发展，环境保护、节能降耗日益迫切，资源合理有效的利用，产品生产效率的提高愈发重要。金属半固态成形技术作为21世纪最具发展前景的成形技术之一，其短流程、高效率等优点，对于节约资源和保护环境有着重要的指导意义。

金属半固态成形技术是对处于固液两相温度区间的半固态金属浆料进行成形的方法。与传统铸造和锻造相比，金属半固态成形技术的材料综合利用率较高，且可以成形形状复杂且精度和性能质量要求较高的零件。半固态金属成形方式主要有流变成形和触变成形。其中，流变成形是利用在金属凝固过程中破碎枝晶后制得的半固态浆料直接进行成形加工，可实现快速成形。

轴套零件具有支撑回转轴、定位和导向等作用，常被用于汽车、高铁、航空航天等领域。传统轴套零件生产方法一般采用液态成形管状毛坯料，然后经过机械加工，将管状毛坯料车成所需轴套零件形状，采用这种方法成形的轴套零件，一方面由于液态成形组织不均匀，容易产生缩孔、缩松等缺陷；另一方面，材料利用率低，容易产生很多废料，造成资源浪费。

采用半固态金属成形技术挤压铸造轴套零件，成形温度低，挤压力小，可实现近终成形。传统挤压铸造半固态金属零件产品，通常采用由上往下正挤压工艺，在挤压过程中，发现固液两相容易分离，造成固液偏析现象，使成形轴套零件组织不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半固态挤压铸造轴套零件的制备方法，该方法可以提高材料利用率，扩宽轴套零件产品的深加工技术和方法，具体步骤是：将长方形铸锭首先用感应加热炉加热至再结晶温度以上50-100℃，然后进行多向多道次热轧，冷却至室温后进行多向多道次冷轧，切割后将其放入感应加热炉内加热至Tm （Tm为固相线和液相线温度的平均值）以上10-20℃并保温10-15分钟，然后送至模具内进行半固态底注式挤压铸造，挤压结束后再控制左右凹模对轴套施加侧向压力并保压，最后卸除模具，取出轴套零件，并进行下一个零件的成形。

本发明所述多向多道次热轧过程中：轧制速度为2-4m/min，轧制道次为2-4次，累积变形量为12-18%。

本发明所述多向多道次冷轧过程中：轧制速度为0.5-1m/min，轧制道次为2-6次，累积变形量为20-60%。

本发明所述侧向压力为5-10 MPa，侧向压力保压时间为5-20s。

本发明所述模具包括上模1、左凹模2、左液压控制系统3、下模5、送料杆6、右凹模7、右液压控制系统8；上模1与液压机顶端相连，液压机控制上模1上下移动；上模1的压头直径对应轴套零件4中间孔内径，压头长度对应轴套零件4高度；左凹模2与左液压控制系统3连接，右凹模7与右液压控制系统8连接，下模5中间有一个型腔，型腔直径对应轴套零件4法兰直径，送料杆6的底端与液压机相连，液压机控制送料杆6上下移动，送料杆6直径对应下模5的型腔内径，送料杆6和下模5间隙配合；上模1、左凹模2、右凹模7合模后形成的型腔与下模5型腔在一条直线上，上模1、左凹模2、右凹模7合模后形成的型腔与轴套零件形状4相对应。

本发明所述上模1通过T型板固定在液压机顶端位置，下模5通过T型板固定在液压机底端工作台面位置。