[實用新型]一種半固態坯料流變成形系統

有效

• 申請號: 201920299421.7
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN210023241U
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 曹苗;張琦;李浩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B21B1/00
• 分類號: B21B1/00;B22D17/02
• 代理公司: 11430 北京市誠輝律師事務所
• 代理人: 范盈

本實用新型提供一種半固態坯料流變成形系統。該系統包括依次連接的送料裝置、多道次軋制機組、下料機構、熱處理裝置、夾料機構和零件成形設備，供料裝置設置為向多道次軋制機組提供待處理的坯料，多道次軋制機組設置為對接收的坯料進行連續多道次軋制以獲得變形料，下料機構設置為將變形料輸送至熱處理裝置，熱處理裝置以設定的溫度對變形料進行溫熱處理，夾料裝置將經過溫熱處理之后的變形料輸送至零件成形設備，零件成形設備以預定的壓力對經過溫熱處理的變形料進行流變成形。本實用新型的系統對于半固態金屬坯料的流變成形能夠達到能耗低、周期短的技術效果。

技術領域

本實用新型涉及金屬半固態流變成形技術領域，尤其涉及一種半固態坯料流變成形系統。

背景技術

半固態金屬成形技術是一種綜合了液態鑄造流動性強和固態鍛造力學性能高的金屬零件先進成形方法，被譽為21世紀最具發展潛力的綠色制造工藝。該技術已逐步實現產業化，其關鍵在于半固態球狀晶粒材料的制備和零件的成形工藝。

應變誘發(Strain Induced Metal Activation，SIMA)法是眾多半固態材料制備方法中較為簡單的一種，它利用金屬變形過程中產生的畸變能，促使樹枝晶組織在半固態溫度區間進行等溫熱處理進而轉變為球狀晶粒組織，該工藝從固態轉變為固-液兩相混合漿料，相對于電磁攪拌、機械攪拌等工藝，該工藝制備溫度較低，可降低生產能耗，獲得的材料純凈。然而現有SIMA半固態球狀晶粒制備方法的工藝效率較低，究其原因在于預成形效率低(如墩粗、等徑角擠壓等)。

半固態成形技術包括流變成形和觸變成形兩條工藝路線，其中觸變成形是將半固態漿料凝固成鑄坯，按成形零件的質量對鑄坯進行分割，再重新將每塊坯料加熱至半固態溫度區間，進行鑄造、鍛造、軋制或擠壓成形，這種方式的優點是方便輸送和加熱，易于實現機械化和自動化生產，因此，觸變成形在金屬半固態成形技術工業應用中占主導地位，例如鋁合金的觸變鍛造、觸變壓鑄和鎂合金的觸變注射成形工藝。

在現有技術這，SIMA法制備得到半固態金屬坯料后，利用觸變成形路線進行零件的制備。然而，隨著觸變成形工藝的推廣和應用，其缺點逐漸被顯現出來。最突出的就是：二次加熱增加了工藝流程和生產周期長，進而使設備投資和維護成本提高，易使半固態坯料表面氧化。半固態坯料表面氧化嚴重造成部分合金流失，對零件的加工性能和使用性能直接造成不利影響。流變成形將半固態金屬坯料直接加工成形，由于半固態基金屬坯料的保存和輸送需要在半固態溫度區間進行，增加了保存和輸送的難度；同時，半固態零件的固相分數越高零件的使用性能越好，但目前固相率高于0.35-0.5的半固態壓鑄成形工藝仍是工業應用中的難點和研究熱點。同時，固相率為0.6-0.8的半固態漿料通過鍛造及擠壓成形大型零件(重量大于7.5Kg的零件，如減震塔、電動汽車電池框架等)的工藝也是半固態領域的難點。但半固態金屬的流變成形技術具有流程短、成本及能耗相對觸變成形較低的優點，因此半固態金屬流變成形技術的工業化是半固態金屬成形領域未來的發展方向。

因此，需要對現有技術進行改進，以提供一種針對SIMA半固態材料制備工藝的短流程、低能耗、高效率的流變成形系統。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種半固態坯料流變成形系統，以解決現有技術中存在的上述問題。

為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案：一種半固態坯料流變成形系統，該系統包括依次連接的送料裝置、多道次軋制機組、下料機構、熱處理裝置、夾料機構和零件成形設備，所述供料裝置設置為向所述多道次軋制機組提供待處理的坯料，所述多道次軋制機組設置為對接收的坯料進行連續多道次軋制以獲得變形料，所述下料機構設置為將所述變形料輸送至所述熱處理裝置，所述熱處理裝置以設定的溫度對所述變形料進行溫熱處理，所述夾料裝置將經過溫熱處理之后的變形料輸送至所述零件成形設備，所述零件成形設備以預定的壓力對經過溫熱處理的變形料進行流變成形。

在一個實施例中，所述多道次軋制機組由依次連接的粗軋機組、中軋機組和精軋機組構成。