[發明專利]一種變形鋁合金復雜殼體件半固態觸變擠壓裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201711154586.7
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107931434B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 姜巨福;郭曉琳;王迎;王志敏;肖冠菲;東棟;劉英澤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D22/02;B21D37/16;B21D37/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種變形鋁合金復雜殼體件半固態觸變擠壓裝置及其使用方法，涉及一種變形鋁合金的半固態觸變擠壓裝置及其使用方法。本發明是為了解決目前變形鋁合金復雜殼體件的制造方法工序復雜、材料利用率低的技術問題。本發明是由模板、凹模、頂桿、凸模、凸模固定套和環形加熱器組成；凸模與凹模合模配合時凸模深入凹模的深度為30mm。本發明的裝置的使用方法：一：定量分割成坯料；二：與液壓機固定安裝；三：加熱凸模和凹模；四：加熱至半固態溫度；五：運輸至凹模的型腔內；六：合模；七：在線水淬；八：脫模，空冷至室溫；九：熱處理后水淬后，自然時效。本發明提出的裝置結構簡單，大幅度提升了材料利用率和近凈成形程度。

技術領域

發明涉及一種變形鋁合金的半固態觸變擠壓裝置及其使用方法。

背景技術

工業生產中有很多復雜形狀的變形鋁合金殼體零件。這些零件不僅具有非常復雜的形狀，而且較高的力學性能要求，所以對制造方法要求非常苛刻。利用傳統的鑄造成型雖然可以成形出復雜的形狀，但是由于變形鋁合金合金元素較多，其熱烈傾向較大，所以在鑄造過程中往往會產生熱裂紋，從而影響其成形過程。而且，鑄造成型零件的微觀組織一般是粗大的樹枝晶組成且存在縮孔、縮松等鑄造缺陷，所以其成型零件的力學性能也較低，不能滿足這類零件對力學性能的要求。某些復雜變形鋁合金殼體零件厚度不均勻，具有薄壁、厚壁、凹陷、突起和加強筋等部分，其形狀非常復雜。這類零件的制造方法一般為鍛坯下料后機械加工和熱鍛造半成品坯料后機械加工。鍛坯下料后機械加工的方法對于復雜形狀殼體零件而言，其加工工序復雜，材料利用率僅為20％左右，零件制造成本高。而對于采用熱鍛造制造半成品的方法而言，由于殼體零件形狀非常復雜，其凹陷、薄壁和加強筋部分難以成形，所以不得不采取增加鍛造余塊，增大加工余量，增大圓角半徑和拔模斜度等措施，從而簡化鍛件形狀。這使得鍛件的材料利用率也僅為30％左右。而且還需要制坯和預鍛模具和工步，工藝非常復雜。所以如何簡化工藝流程、提高材料利用率、降低零件成形成本是此類零件成形的發展方向。

半固態觸變成形技術就是一種變形鋁合金精密近凈成形技術。它與常規熱鍛造技術相比，它具有材料變形抗力低、易成形復雜件的優點。與鑄造相比，半固態觸變成形技術具有成形零件微觀組織致密力學性能高、模具壽命高的優勢。半固態觸變成形技術是對近球狀晶和圍繞其周圍液相組成的半固態漿料利用鍛造或者擠壓工藝成形產品的工藝過程。由于半固態漿料是由近球狀晶和圍繞其周圍液相組成，所以其變形抗力較低，流動性較好，特別容易充填模具型腔。這對于成形形狀復雜的變形鋁合金結構件是非常有利的。利用半固態觸變擠壓成形技術成形形狀復雜的變形鋁合金殼體零件，能夠發揮半固態成形具有低變形抗力、易充填模具型腔的優勢，完成變形鋁合金復雜殼體零件的成形。而且，還能借助固相晶粒本身產生的塑性變形和半固態漿料的層流優勢增加成形產品的致密程度，從而提升成形殼體零件的力學性能。這是變形鋁合金復雜殼體零件控形和控性的雙重優勢的體現。

發明內容

本發明是為了解決目前變形鋁合金復雜殼體件的制造方法工序復雜、材料利用率低、零件制造成本高的技術問題，而提供一種變形鋁合金復雜殼體件半固態觸變擠壓裝置及其使用方法。

本發明的一種變形鋁合金復雜殼體件半固態觸變擠壓裝置是由螺栓1、下模板2、凹模3、頂桿4、上模板5、凸模6、凸模固定套8和環形加熱器7組成；

所述的下模板2為一個長方形板，所述的長方形板中面積較大的面的中心處設置一個長方形的通孔2-2，在長方形的通孔2-2的兩個較長邊的外側沿著與兩個較長邊平行的方向分別均勻布置5個圓形通孔2-3；所述的長方形板中面積較大的面上在兩個較長邊上各設置2個U形通孔2-1；

所述的上模板5為一個長方形板，所述的長方形板中面積較大的面上在兩個較長邊上各設置2個U形通孔5-1；在長方形板中面積較大的面上靠近四個邊各設置一個圓形通孔5-2；

環形加熱器7是一個中間空心的圓環形狀加熱器；

凸模固定套8是一個臺階式的環形板，臺階的下層8-2在環形板的內部，臺階的上層8-1的上表面上均勻布置4個通孔8-3；