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鋁合金鍛造加工工藝

一、鋁合金鍛造

(一)鋁坯料的提前準備和加熱

1.坯料提前準備

供鍛造用的鋁合金坯料有澆鑄、冷軋毛坯和擠壓成型毛坯。澆鑄常見于生產制造隨意鑄鋼件和各種各樣較為小的模鍛件。針對大中型模鍛件的坯料,當擠壓成型棒料的規格不足時,大多數也選用經鍛造后的澆鑄作坯料。鍛造前,澆鑄表層要開展機械加工制造,使其粗糙度小于12.5μm,并開展勻稱化淬火,以改進塑性變形。

鋁合金的冷軋毛坯,具備纖維的宏觀經濟機構。常見冷軋薄厚低于l00Mm的方坯和條坯生產制造墻板類鑄鋼件和大量生產制造的中小型薄鑄鋼件。冷軋毛坯較擠壓成型的和鍛制的毛坯具備不錯的工藝性能、較勻稱的機構和物理性能,因而再用棒料作坯料生產制造大中型關鍵鑄鋼件和模鍛件時,最先采用冷軋棒料,次之采用擠壓成型棒料,最終才采用鍛制棒料。采用冷軋毛坯的難題是,薄厚大的冷軋方坯開料較艱難,并且開料全過程中金屬材料耗損大。

鋁合金的擠壓成型毛坯,因為生產制造協調能力大,現階段大部分鋁合金鑄鋼件全是以擠壓成型毛坯做為鍛造用坯料,擠壓成型棒料特別是在適合作為短軸類鑄鋼件的坯料。但擠壓成型毛坯的各種各樣大,并且外皮有粗晶環、成層、外皮汽泡等缺點,因而自由鍛前務必消除這種外皮缺點。

鋁合金坯料常見的開料方式是用數控鋸床、數控車床或數控車床開料,偏少用剪板機開料,個別情況下選用坯料加熱后錘上剁切。

2.鍛前加熱

因為鋁合金鍛造溫度范疇窄小,鋁合金毛坯的加熱應取用可以確保做到規定的溫度范疇并便于自動控制系統的箱式電阻爐,爐內氣體要強制性循環系統,并選用含有隔熱保溫屏的加熱元器件,F階段,中國鋁合金毛坯大多數用鐵鉻鋁絲電加熱爐加熱,火爐配有精密度在±10℃范疇內的全自動控制儀表。為精確測量溫度,在加熱區距毛坯100-160Mm處安裝熱電阻,基礎符合規定。沒有加熱爐時,能夠應用煤氣灶和煤油爐,但不允許火苗直接接觸坯料,防止粗晶。然料的含硫量要低,以防高溫下硫滲透到位錯。

裝爐外,毛坯要去除油污以及他廢棄物,爐內不可與板坯混放,以防鐵屑和空氣氧化鐵銷混在一起非常容易造成發生爆炸。裝爐時毛坯不可與加熱元器件觸碰,以防短路故障和撞壞加熱元器件。爐內毛坯置放距爐口250-300mm,以確保加熱勻稱。在毛坯和電熱絲中間加放厚鋼板,以防止毛坯在加熱全過程中粗晶。

鋁合金傳熱性優良,一切薄厚的毛坯均不用加熱,可立即在高溫電爐內加熱,規定毛坯加熱到鍛造溫度的限制。為了更好地確保加強相的充足融解,其加熱時間一般仍比板坯的加熱時間長,可按每毫米直徑(或薄厚)約需1.5min測算。針對擠壓成型坯料或冷軋坯料加熱到開鍛溫度后,是不是必須隔熱保溫,以在鍛造和自由鍛時不出現裂痕為標準,而澆鑄則務必隔熱保溫。

表1.5.1列舉常見形變鋁合金的鍛造溫度范疇。表中數據說明,鋁合金的鍛造溫度范疇較為窄,一般都是在150℃范疇內,一些高韌性鋁合金的鍛造溫度范疇乃至在100℃范疇內。錘上鍛造溫度一般比壓力機上鍛造溫度低20-30℃。為了更好地減少鍛造溫度的轉變,必須對鋁合金鍛造用模貝開展加熱。

海外技術文檔說明,對鋁合金的鍛造溫度選用更窄范疇。比如,美國最常見的15種鋁合金,其鍛造溫度范疇一般低于55℃,較大 不超過90℃。和中國的鍛造溫度相較為,始鍛溫度被減少,終鍛溫度被提升。在窄小的溫度范疇內鍛造,毫無疑問鋁合金的塑性變形好,形變抵抗力較小,所得到的加工硬化機構勻稱并且細微。

(二)鍛造加工工藝

1.形變速率和形變水平

形變速率對大部分鋁合金的塑性變形沒有很大的危害,僅僅某些高細晶強化的鋁合金在髙速形時,塑性變形才明顯降低。除此之外,當由低形變速率銜接到高形變速率時,形變抵抗力伴隨著鋁合金的細晶強化水平不一樣,大概擴大0.5-2.0倍。因而,鋁合金鍛造既可在低的形變速率下開展,也可在高的形變速率下開展?墒菫榱烁玫財U大容許的形變水平和提升生產率,減少形變抵抗力和改進鋁合金填充模貝凹模的流通性,則采用壓力機和自由鍛來鍛造鋁合金要比錘鍛好點。針對大中型鋁合金鑄鋼件和模鍛件,特別是在這般。

鋁合金在髙速錘上鍛造時,因為形變速率非常大,滾動摩擦力非常大,熱電效應也大,使鋁合金在鍛造時的升溫(約100℃)較為顯著。因此,鋁合金的始鍛溫度應多方面調節,鍛前毛坯的加熱溫度宜取原要求的始鍛溫度低限。此外,因為鋁合金的外摩擦阻力大,流通性差,若形變速率太快,非常容易使鑄鋼件造成脫皮、伸縮和結晶體機構不勻稱等缺點,針對低塑性變形的高韌性鋁合金還非常容易造成鑄鋼件裂開。因此 ,該類鋁合金最合適在低速檔壓力機上鍛造。

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