軋制、
壓鑄等方法成形。這種在對半固態金屬進行加工的工藝稱為半固態成形技術[6]。其工藝過程見圖7。
圖7半固態成形的工藝過程
可以看出,半固態成形通常的工藝路線有兩條:一條是將經攪拌等工藝獲得的半固態漿體坯料在保持其半固態溫度的條件下直接進行半固態成形;另一種是將半固態坯料冷卻凝固后,按所需尺寸下料,再重新加熱至半固態溫度,然后進行成形加工。在實際工業生產中,主要采用的是后面一條工藝路線。
采用半固態成形工藝制造的汽車主剎車缸體,坯料為電磁攪拌制造的Φ76直徑棒料。制品重量減輕,機加工量減少,生產率大大提高。有關數據見表3。在性能方面,半固態成形件氣密性和耐磨性優良,氮氣滲透經過實測可以達到9.7MPa,抗疲勞測試結果經過30~100萬次而沒有磨損跡象。
表3主剎車缸零件重量和生產率
成形工藝
鋁合金牌號
成形件重量(g)
完工零件重量(g)
切削加工量(%)
單副模具生產率(件/h)
半固態成形
357-T5
450
390
13
150
金屬型模鑄
356-T6
760
450
40
24
半固態成形技術在歐美國家已經成功地被用于工業生產中,可以制造重量從幾十克到9kg的零件。用該技術制造的黃銅零件用于管道、鍋爐系統及電器系統領域。鋁零件,特別是A357材料被廣泛地用于制造汽車制動器、發動機、燃料供給系統、懸掛裝置、空調零件、小汽車輪轂及數種軍用品[7]。
半固態成形技術是本世紀70年代才被研究開發出來的新的金屬成形工藝,具有舊有加工技術所沒有的各種特點和優點,被專家們稱為21世紀新興的金屬制造關鍵技術之一。預計半固態成形技術在汽車、通訊、計算機及其輔助設備等領域,航空、航天以及國防等尖端領域都將有廣闊的應用前景。
六、結束語
復合塑性成形技術的實質是將塑性體積成形技術加工對象的擴展而成。原有的塑性體積成形一般由金屬材料下料開始,單純在熱態或冷態下進行至變形完工結束。復合塑性成形技術則將加工對象由棒料擴展到了熱鍛件、沖壓件、鑄件、半固態金屬、液態金屬或粉末冶金材料,并將不同成形工藝的特點加以有效利用,從而獲得良好的經濟和技術效果。以上介紹的幾種復合塑性成形技術及其應用就很好的說明了這一點。復合塑性成形技術突破了舊有塑性成形技術的局限性,開辟了塑性加工領域研究與開發的新天地,必將得到越來越廣泛的應用。
參考文獻
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[3]ヌタルフ一ト株式會社.熱間.冷間精密復合鍛造によゐ大型ベベルギヤのネツトシエイプ.鍛造技報,1998,23(1):48
[4]Takashi Nakano.Application of Cold Forging to Sheet Metal Forming.Aida Engineering,Ltd.1998,1~8
[5]神戶洋史.
鑄造鍛造プロセスによるブルミニウム合金ロ一ドホイ一ルの實用化.素形材.1998,39(2):15~20
[6]蔣鵬,賀小毛,張秀峰.半固態金屬成形技術的研究概況.塑性工程學報,1998,5(3):1~7
[7]蔣鵬,賀小毛,張秀峰.半固態成形工藝在汽車工業中的應用.汽車工藝與材料,1998(3):1~3 (
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