[发明专利]一种铝合金反重力充填液固态局部加载铸锻复合成形装置及其使用方法

说明书

一种铝合金反重力充填液固态局部加载铸锻复合成形装置及其使用方法，涉及一种合金反重力复合成形装置及其使用方法。本发明是要解决目前低压铸造和差压铸造无法有效解决大壁厚差类铸件的缺陷降低的技术问题。本发明利用局部加压限位块和局部加压固定套组成的局部加压限位系统能够有效保证沿局部加压限位块轴向实施精确的限位功能，保证不同铝合金产品尺寸特征所需要的局部加载距离，获得不同尺寸形状铝合金产品的局部加载效果；本发明通过气压驱动反重力充填和液压驱动局部加压的有效结合，能够实现铝合金铸件在充型和凝固过程中缺陷有效调控和控形控性的双控成形，对提升产品表面质量、保证尺寸精度和提高产品致命性、力学性能都非常有益。

技术领域

本发明涉及一种合金反重力复合成形装置及其使用方法。

背景技术

铝合金在航空、航天、汽车、轨道交通等领域得到广泛应用。铝合金零件的成形技术是保证铝合金应用的最为关键的环节。铸造、锻造和半固态加工技术是目前铝合金零件成形制造的主要技术。其中铸造技术以成本低和适应性强的优势成为大批量低成本铝合金零件成形制造的首选技术。低压铸造技术和差压铸造技术就是铝合金铸造技术中两种典型技术之一。传统低压铸造和差压铸造技术是利用气体压力将液态铝合金反重力充填至模具型腔，从而成形铝合金零件的工艺过程。传统低压铸造和差压铸造技术通过反重力充填模式和气体保压作用，对铝合金熔体在凝固过程中有一定压力下凝固结晶效果，对复杂形状产品充型和缺陷调控有一定积极作用。该技术在航空、航天、汽车等领域内铝合金零件的成形制造中得到了较广泛的应用。但是上述技术对于具有大壁厚差的复杂结构件厚壁部分的铸造缺陷难以有效调控。在大壁厚差类复杂铝合金构件中，大壁厚处一般是凝固最后发生的部位，这些部位如果没有有效进行补缩，会导致该处出现缩孔、缩松等铸造缺陷，从而导致该处力学性能的明显降低。结果，这会使整个铝合金零件的综合性能降低，影响零件的服役安全性。

所以如何通过有效手段使最后凝固部位得到有效补缩，降低缩孔、缩松类铸造缺陷是低压铸造和差压铸造成形大壁厚差类铸件主要面临的技术瓶颈问题。传统方法一般采用设置冒口的方式降低铸造缺陷，但是该方法会导致材料利用率大幅度降低，增加零件制造成本。如果是金属型模具，设置冒口也会增加模具整体尺寸和模具复杂程度。这将导致金属型模具的设计成本、材料成本和制造成本都相应增加。结果会使模具成本增加，这也会增加成形零件的成本。

局部加载技术是塑性加工中一种针对大型复杂构件利用局部载荷增加促使局部增加塑性流动能力的方法。该技术在铸造技术中几乎未见应用。数值模拟仿真技术可以利用有限元软件对大壁厚差低压铸造或者差压铸造过程进行模拟仿真，能够预先精确预测缺陷产生的位置。将该技术结合局部加载技术对缺陷进行调控是一种非常有前景的技术。

发明内容

本发明是要解决目前低压铸造和差压铸造无法有效解决大壁厚差类铸件的缺陷降低的技术问题，而提供一种铝合金反重力充填液固态局部加载铸锻复合成形装置及其使用方法。

本发明的铝合金反重力充填液固态局部加载铸锻复合成形装置是由上横梁1、局部加压限位块2、局部加压固定套3、局部加压支撑板4、活动横梁5、上模6、下模7、下横梁8、加热电阻丝9、电阻炉10、坩埚11、输液管12、局部加压块15、顶杆16、锁模块17、顶杆固定板18、顶杆底板19、锁模缸20、顶出缸21和局部加压缸22组成；