浅谈锻造工艺及铝合金锻造

1、1浅谈锻造工艺及铝合金锻造2目录l锻造工艺概述与分类锻造工艺概述与分类p锻造的定义锻造的定义p锻造的优缺点锻造的优缺点p锻造的分类锻造的分类 l铝合金锻造工艺介绍铝合金锻造工艺介绍p铝合金锻造工艺流程铝合金锻造工艺流程p算料与下料算料与下料p温锻前加温和冷锻前皮膜软化温锻前加温和冷锻前皮膜软化 p锻造锻造p热处理热处理T4+T6 T4+T6 p切边和冲孔切边和冲孔p打磨打磨/ /振研振研3锻造工艺概述与分类l 什么是锻造？什么是锻造？ 利用材料的可塑性，借助外力产生塑形变形，获得所需形状、利用材料的可塑性，借助外力产生塑形变形，获得所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件。尺寸和一定组织性能的锻件。

2、l 锻造的优缺点锻造的优缺点 优点：锻件内部致密、组织比较均匀、内部没有气孔，可以优点：锻件内部致密、组织比较均匀、内部没有气孔，可以做做T6T6热处理和阳极氧化热处理和阳极氧化 缺点：需要较大的变形力缺点：需要较大的变形力4锻造工艺概述与分类l 锻造的分类锻造的分类一、按工具和模具安置情况分类一、按工具和模具安置情况分类名称名称特点特点自由锻自由锻靠固定的平砧成形靠固定的平砧成形胎膜锻胎膜锻锻模为可移动式锻模为可移动式模模 锻锻锻模为固定式锻模为固定式5锻造工艺概述与分类l 锻造的分类锻造的分类二、按锻造温度分类二、按锻造温度分类名称名称特点特点热热 锻锻锻造温度高于材料的再结晶温度锻造温度

3、高于材料的再结晶温度冷冷 锻锻锻造温度为室温锻造温度为室温温温 锻锻锻造温度介于冷锻和热锻之间锻造温度介于冷锻和热锻之间项目项目变形方法变形方法热锻热锻温锻温锻冷锻冷锻变形温度范围变形温度范围 85085012001200200200850850室温室温产品精度产品精度 /mm/mm0.50.50.050.050.250.250.030.030.250.25产品组织产品组织晶粒粗大晶粒粗大晶粒细化晶粒细化晶粒细化晶粒细化表面质量表面质量严重氧化、脱碳严重氧化、脱碳几乎没有氧化、脱碳几乎没有氧化、脱碳无氧化、脱碳无氧化、脱碳工序数量工序数量少少比冷锻少比冷锻少多多能量消耗能量消耗大大少少少少劳动

4、条件劳动条件差差较好较好好好钢的热锻、温锻和冷锻的技术经济比较6锻造工艺概述与分类l 锻造的分类锻造的分类 冷锻简介冷锻简介 冷锻技术属于金属在室温下的体积塑性成形。冷锻技术属于金属在室温下的体积塑性成形。 成形方式主要有两种：成形方式主要有两种：冷挤压冷挤压和和冷镦挤冷镦挤。 -例如例如XXXXXX交货的交货的30-7615-033-99030-7615-033-990（FD Outer link)FD Outer link)就是冷就是冷挤压，挤压，XXXXXX生产的螺丝、铆钉等就是冷镦挤。生产的螺丝、铆钉等就是冷镦挤。 -区别：冷挤压件的最大尺寸基本上同毛胚外径一致；镦区别：冷挤压件的最大

5、尺寸基本上同毛胚外径一致；镦挤或镦粗工件，其最大尺寸都比毛胚外径大挤或镦粗工件，其最大尺寸都比毛胚外径大冷锻的特点：节材、高效及零件质量高，包括尺寸精度冷锻的特点：节材、高效及零件质量高，包括尺寸精度高、表面粗糙度低，可以减少或免去机加工及研磨工序，高、表面粗糙度低，可以减少或免去机加工及研磨工序，有时可以省去热处理。有时可以省去热处理。7锻造工艺概述与分类l 锻造的分类锻造的分类 温锻简介温锻简介 温锻是在冷锻基础上发展的一种少无切屑塑性成形工艺。温度温锻是在冷锻基础上发展的一种少无切屑塑性成形工艺。温度通常在室温以上、再结晶温度以下。通常在室温以上、再结晶温度以下。 黑色金属：黑色金属：2

6、00200850850； 有色金属：室温有色金属：室温350 350 温锻的特点：兼备了冷锻和热锻的优点，同时也减少了它们各温锻的特点：兼备了冷锻和热锻的优点，同时也减少了它们各自的缺点。自的缺点。 - -与冷锻相比与冷锻相比 1 1温锻胚料变形力小，成形容易；温锻胚料变形力小，成形容易； 2 2变形量大，可以减少工序数目、模具费用和压力机吨位，变形量大，可以减少工序数目、模具费用和压力机吨位，模具寿命也比冷锻高；模具寿命也比冷锻高； 3 3不需要进行胚料预软化和工序间的退火，这使得连续生产不需要进行胚料预软化和工序间的退火，这使得连续生产比冷锻容易。比冷锻容易。 8铝合金锻造工艺介绍l 以深

7、圳以深圳XXXXXX实际锻造生产工艺为例，流程图如下：实际锻造生产工艺为例，流程图如下： 30-7615-004/00530-7615-004/005为温锻，为温锻，30-7615-03330-7615-033为冷锻为冷锻 材料选择材料选择算料算料/下料下料加温加温锻造锻造T2回火回火皮膜软化皮膜软化热处理热处理T4+T6切边切边粗振粗振/打磨打磨/细振细振洗白洗白(酸洗酸洗) 锻胚检验出货锻胚检验出货 冷锻机加工机加工CNC 振研振研 抛光抛光 阳极氧化阳极氧化 机加+表面处理AL 6061/7075430温锻锻造锻造退火退火9铝合金锻造工艺介绍l 算料与下料算料与下料 算料的基本公式：m=

8、V m胚件质量；材料密度（查表）；V胚料体积注：1材料过多，造成浪费且加剧模膛磨损和能量消耗； 2材料过少，增加工艺调整的难度， 增加废品率。 下料1.定义：原材料多为棒材和型材，锻造前将原材料切断成所需长度的胚料，称为下料。2.下料设备及方式：最常用的是剪断机、压力机上冷切或热切、以及锯床下料。六哥和力野等供应商采用的都是锯床下料。 10铝合金锻造工艺介绍l 算料与下料算料与下料 下料锯床下料的优缺点：1 优点：胚料端面平整，垂直度较好，长度尺寸精确2 缺点：生产率低，工具及锯口损耗较大锯床主要有三种：1往复式锯床；2圆锯床；3带锯床XXX采用的是圆锯床，锯片规格为3.4*455*50（厚度

9、*直径*齿数）以30-7615-004/005为例，胚料下料厚度为36mm，锯口损失3.6mm，计算下料利用率为90%。 另外，XXX的30-7615-033的下料方式为8mm厚的板材冲压。一般来说，胚料厚度在12mm以下的下料用板材冲压，并且使用冷锻。注：在锻造生产中原材料费用一般占生产成本的5070%，节约节约材料是降低生产成本的主要手段材料是降低生产成本的主要手段。因此，尽可能的由切削下料改为剪切或精密剪切下料，推广带锯床。Return11铝合金锻造工艺介绍l 温锻前加温和冷锻前皮膜软化温锻前加温和冷锻前皮膜软化 共同目的：提高金属塑性，降低变形抗力。温锻前加温：一般AL6061的推荐加

10、热温度为430480，XXX的加热温度为380430冷锻前皮膜软化：XXX公司皮膜软化工艺流程：序号序号工序池工序池温度温度浸泡时间浸泡时间315W315W脱脂剂脱脂剂70708080以上以上2min清水清水常温常温2min硝酸硝酸+ +氢氟酸氢氟酸常温常温3min清水清水常温常温2minALBONDALBOND铝皮膜处理剂铝皮膜处理剂80809090以上以上35min中和剂中和剂常温常温3min润滑剂润滑剂8080以上以上57minReturn12铝合金锻造工艺介绍l 锻造锻造 1. 变形速度和变形程度铝合金最适宜在低速压力机上锻造。由于铝合金的外摩擦因数大、流动性差，若变形速度太快，易使锻

11、件产生起皮、折叠、晶粒结构不均匀和开裂等缺陷。铝合金变形的临界程度为1215%，为避免形成粗晶，变形程度应控制在小于或大于1215%。2. 合理选取分模面若分模面不合理，易使锻件的流线紊乱，切除毛边后流线末端外露，且更易在分模面处产生穿流、穿肋裂纹等缺陷，从而降低锻件的疲劳强度和抗应力腐蚀能力。13铝合金锻造工艺介绍l 锻造锻造 a)所示的分模面，以反挤法成形，流线沿着锻件的外形分布，是理想的；b)所示的分模面，以压入法成形，在内圆角处容易形成折叠、穿流以及不均匀的晶粒结构，是不好的。14铝合金锻造工艺介绍l 锻造锻造 3. 模锻斜度通常为7，在有顶出装置下，也可采用154. 圆角半径设计 在

12、允许的条件下尽量加大圆角半径，小圆角半径不仅使金属流动困难、纤维折断，而且会使锻件产生折叠和裂纹。5. 模锻时的润滑作用：可以改善金属流动，避免粘模，减少锻件表面缺陷；温锻常用的润滑剂是：水基石墨（石墨+水载体） 冷锻时一般不加润滑剂，锻前铝皮膜软化处理。石墨润滑的缺点：石墨残留物不易去除，嵌入锻件表面可能引起污点、麻坑和腐蚀，因此锻后必须进行表面清理。加润滑剂的方式：使用喷雾方法直接喷到锻模表面Return15铝合金锻造工艺介绍l 热处理热处理T4+T6 此铝合金热处理为：淬火+人工时效目的：提高强度，保证良好的综合性能T4/T6工艺流程： 1将锻胚放入T4 炉内，升温至540，保温2.5H

13、，水冷 2将T4完成的锻胚从水池中取出 3放入T6炉内，升温至185，保温5H热处理完成后，硬度达到HRF8696（HRB5056）.Return铝合金热处理常识：对于不能热处理强化的铝合金，如纯铝和防锈铝，只进行退火处理；对可热处理强化的铝合金，如硬铝、锻铝（60617075等）和超硬铝，淬火时效为最终的热处理形式。16铝合金锻造工艺介绍l 切边和冲孔切边和冲孔 在开式模锻时，沿分模面的周围有一圈厚度为几毫米的毛边（飞边），这毛边要在专门的压力机和切边模上切除，这个工序叫切边。（图a)锻件上的通孔，一般是在锻模内压出带连皮的盲孔，然后在冲孔模上冲去连皮，叫冲孔（图b)锻件毛边一般在12mm1

14、7铝合金锻造工艺介绍l 切边切边切边前切边后18铝合金锻造工艺介绍l 切边切边切边前切边后（一冲）精冲后（二冲）19铝合金锻造工艺介绍l 切边和冲孔切边和冲孔 切边与冲孔分为热切、冷切和热冲、冷冲两种热切和热冲是在模锻后利用余热立即进行，凸、凹模须按照热锻件尺寸配置，冲切力小，切口不易产生裂纹。冷切和冷冲是锻件在室温下冷却后进行的，凸、凹模须按照冷锻件尺寸配置，冲切力大，切口易产生裂纹。铝合金（超硬铝除外），如锻件尺寸不大，一般应在冷态下冲切；叉形锻件，由于叉口内毛刺不易打磨，最好用冷切。20铝合金锻造工艺介绍l 切边和冲孔切边和冲孔 切边模和冲孔模的主要部件是凸模和凹模切边时锻件放在凹模刃口上，在凸模推压下，锻件的飞边背凹模的刃口剪切，由于凸、凹模之间有间隙，所以