淡谈液态模锻模具运用于铝合金附件托架的设计

1绪论

1.1锅合金液态模锻概述
当今世界能源短缺，汽车、航天、航空及兵器工业上正向着轻量化、高速、安全、节能、低成本及长寿命方向发展，由于锅合金具有高比强度、耐烛性、易成型、热稳定性与再生性好且简化结构等一模具毕业论文系列优点能满足军工和民用的特殊要求，因此，近年来汽车轻量化受到了前所未有的重视，使用密度较小的锦合金材料代替刚才用于车身、发动机、散热器、车轮等零件能有效降低车身重量，而车身重量每降低10%，其油耗将减少6%-8%[1]。目前，锡合金零件有多种工艺制备方式，如挤压、模锻、铸造、礼制等。其中，挤压件和模锻件已广泛应用到导弹、飞机以及航天器上。销合金液态模锻的工艺应用范围，从实际应用情况来看，液态模锻工艺对材料的适用范围比较宽，它适用于高性能的变形合金，也适用于常用的铸造合金。不仅适用于轴对称实心零件，杯形件、通孔件以及长轴类等厚零件，也适用于非轴对称、壁厚不均勾、形状复杂的零件[2]。
液态模锻技术作为一种新的材料成形工艺，它的实际操作原理是介于铸造和模锻之间的，并且它很好的综合了以上二者的优点。它的成形原理大致如下：首先，它是将冶炼好的金属溶液绕入涂有润滑剂的金属模腔当中，然后在液态模锻压力机的作用下，对金属施加相对较长时间的液锻力，利用金属在铸造也即馆融状态下具有较好数控毕业论文的流动性，以及模锻工艺中的具有坚硬的外壳下进行塑性变形的特点来使金属液凝固成形。液态模锻是金属材料精密压力成型的工艺方法之一，该方法结合锻造和铸造的优点，采用该工艺可成型形状复杂、轮廓清晰、带有薄壁的锻件，所得锻件的组织致密、经理细化、内部缺陷机电毕业论文少，产品质量高。一般模锻件的形状接近于零件形状，后续的加工量小，加工效率高，也节省了原材料。由于液态模锻的具有如下特点，其应用越来越广:(1)液锻工艺生产产品质量致密度高，力学性能高液态模锻件其机械性能与锻件不相上下，可靠性高。液态金属在较高压力下低速充型和凝固，铸件和型腔壁贴合紧密，因而也具有较高的尺寸精度和表面光洁度，其级别相当于压铸铸造件水平。

2大型锅支架液态模锻工艺设计

2.1工件的工艺结构分析
现有一批典型军用坦克用零部件销合金支架外壳系列产品，该产品的结构特点符合大型锅支架的结构特点，因此本章以该系列产品为例进行实验研究，并取系列产品中的AlSi9Cu3银合金附件托架作为研究对象，来进行大型支架类零件的液态模锻成型工艺及模具设计，在实验室现有条件下进行液态模锻工艺试验。锅合金托架结构形状如图2-1所示。

2大型铝支架液态模锻.......................................9
2.1工件的工艺结构.......................................9
2.2实验设备适应性.......................................11
2.3液态模锻工艺.......................................13
2.3.1液锻方式的.......................................13
2.3.2分模面的选择.......................................14
2.3.3模腔数量和布置.......................................15
2.3.4主要工艺参数的.......................................15
2.4支架液锻的工作.......................................19
3大型铝支架液态模锻.......................................21
3.1毛坯(制模用)设计.......................................21
3.2模具整体结构设.......................................21
3.2.1关键性问题及设计.......................................21
3.2.2模具整体结构.......................................22
3.3模具相关参数校.......................................28
3.4试模发现的问题及解.......................................31
4大型铝支架液态模锻工艺......................................32
4.1实验准备......................................32
4.1.1实验材料......................................32

6结论

本文以铝合金托架为主要研究对象，对大型复杂铝合金支架类零件液态模锻工艺及模具设计进行了探索性的研究。首先进行了铝合金托架的液态模锻工艺方案和模具设计；其次，进行了铝合金托架的工艺试验研宄和组织分析；最后针对铝合金液锻件的缺陷进行分析，并提出相应改进措施。通过以上过程，得出的主要结论如下：
(1)运用间接液态模锻成型工艺，在小型液锻机设备上，也能完整成型大型复杂的铝合金支架类零件。
(2)通过改变不同的工艺参数实验，得出浇注温度控制在750°C，液锻比压75MPa、充型速度30mm/s、保压时间30S，模具预热温度280°C时AlSi9Cu3铝合金托架的成型质量最好，且无明显缺陷。对于AlSi9Cu3拉伸试棒的工艺参数为浇注温度730°C、液锻比压75MPa、充型速度30mm/s、保压时间30s时，力学性能最好，且优于常规铸造产品。
(3)在液态模锻工艺中，浇注温度、液锻比压、充型速度、模具预热温度、热处理方式等均显著影响AlSi9Qi3铝合金托架的成型质量，其中液锻比压对力学性能的影响最大、保压时间和浇注温度次之，充型速度对力学性能的影响最小。
(4)铝合金托架最易在壁薄或不均匀处出现缺陷，除了人为操作因素外，开始加压时间、保压时间、模具的预热温度、浇注温度等等工艺参数对缺陷影响最为显著。