铝合金液态模锻成型过程的可视化【文献综述】

第22卷第11期Voa.22No.11黄河科技学院学报JOURNALOFHUANGHES&TCOLLEGE2020年11月Nev.2020铝合金薄壁壳体件液态模锻成形工艺研究牛海侠％朱松波2张琼％(1.安徽三联学院机械工程学院，安徽合肥230601；2.天津津航计算技术研究所，天津300000)摘要:铝合金薄壁壳体件在航空航天和高速列车上有广泛的应用，是较为重要的受力构件。

这类零件壁厚较薄，普通的生产成形工艺很难实现其性能的要求。

以某火箭发动机阀门壳体件为研究对象，采用液态模锻成形工艺,通过模具设计和改变成形工艺参数进行液态模锻成形实验，研究了零件的最佳成形方案和合理工艺参数，为铝合金薄壁壳体件的液态模锻成形提供参考。

关键词：薄壁壳体件；液态模锻;模具设计；工艺参数中图分类号:TG146.3文献标识码:A文章编号：2096-790X(2020)11-0038-06DOI：10.19576/j.issn.2096-790X.2020.11.008Research on Liquid Din Forging Forming Procest ofAluminum Alloy Thid-Walled Shell PartsNou Haotoa1.Zhu Songbo2.ZhangQoong1(1.Anhut Sanlan University,School of Mechanical Engineering,Hefee COy,Anhui Province230601；2.Tianjm Tianjm Instituty O computing technology,Tianjm City300000)Abstraci:Aluminum toy thin-walled shell pc S s are impoaant forco-beaang components that widely used in aerospaco and high-speed trains The wai thickness of such pafs is relativeay thin,and d is didicult for ordinary production and forming processes to meet their paformanco requiements.Theefore,this artide takes a rocket en­gine valvv shell as the research object,adopts liquid die forging forming process,conducts liquid die forging foaning experiment through die design and changing forming process parameters,and studies the optiml forming scheme and reasonable process parameters of the parts.Moreover, this paper provides a reference for thaiquid die forging of aaumonum a a oython-wa a d sh=a paets.Key woris:thin-walled shell parts;liquid die forging；mold design；process parameters0前言铝合金件在机械加工时存在刚性和硬度不足、锻后易变形等问题，普通的铸造、锻造已逐渐不能满足高性能铝合金件的需求[1]"采用液态模锻加工,充分利用该工艺低压充型及高压迅速补缩凝固的特点，获得性能较好的模锻件[2-4]"由于液态模锻成型充填过程平稳,且在高压下凝固成形,得到的产品内部组织均匀、致密[5]"不用浇冒口系统,金属的利用率可以达到100%"液态模锻工艺能够成形重要的结构件,且零件的性能能够满足使用要求,这方面的研究受到越来越多的关注"鉴于模锻成形铝合金件存在浇注不足、缩孔、疏松等缺陷，本文以某火箭发动机阀门壳体为例,研究零件的液态模锻成形工艺,为铝合金薄壁壳体件的成形研究拓宽思路"1实验1.1壳体件介绍某火箭发动机的阀门壳体件如图1和图2所收稿日期：2020-07-24基金项目：安徽省教育厅高校自然科学重点项目(KJ2019A0892)；安徽省高校优秀拔尖人才培育资助项目(GXGNFX2019071)(安徽三联学院科研基金重点课题(KJJD2018007)作者简介：牛海侠(1979-),女，山东菏泽人，副教授，硕士，主要从事铝合金半固态成形技术方面的研究。

哈尔滨工业大学科技成果——大型铝合金制件液态
模锻精密成形技术
项目简介
随着我国交通运输业，武器装备向现代化、高速化方向发展，轻量化要求日趋强烈，特别是轻量化程度要求高的飞机、航天器、高速列车、汽车、舰艇、火炮、坦克以及机械设备等重要受力部件和结构件，需要大量使用铝合金锻件和模锻件以替代原来的钢结构件。

而传统的铸造和模锻技术已不能完全满足这些铝合金关键零部件的制造需求和使用性能，正是这种需求使得大型铝合金制件液态模锻精密成形技术的研究。

成型制件
2000年哈尔滨工业大学液态模锻课题组开展了大型铝合金负重轮液态模锻精密成形技术的研究工作，2003年成功地实现了铝合金负重轮本体与局部（钢质材料或复合材料）耐磨增强一体化精密成形，各项静态和里程试验性能指标均达到设计要求，与钢制轮盘相比，质
量减轻了40%，经检验后取得成功应用。

该成形技术操作方便，成本低，产品综合性能良好，填补了国内液态模锻生产铝合金负重轮的空白。

成形技术的推广应用。

铝合金的液态模锻成形
徐慧;李天生
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】铝合金的液态模锻是一种省力、节能、节材、能一次成形为接近成品形状且制件质量高的技术.文中介绍了该技术的发展现状、特点及其半固态金属成形技术和液态挤压工艺.
【总页数】2页(P69-70)
【作者】徐慧;李天生
【作者单位】湖南建材高等专科学校,机械工程系,湖南,衡阳,421008;湖南建材高等专科学校,机械工程系,湖南,衡阳,421008
【正文语种】中文
【中图分类】TG3
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基于数值模拟研究铝合金管材挤压过程中的金属流动规律及模具优化设计文献综述1.铝合金分类及铝合金挤压现状纯铝的密度为ρ=2.7g/cm3，约是铁的1/3，熔点为660℃，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ：32～40%，ψ：70～90%），易于加工，可制成各种型材、板材，并且具有极好的抗腐蚀性能；但是纯铝的强度很低，退火状态σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。

通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。

添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达24～60kgf/mm2。

这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。

近几十年来发展十分迅速，在国民经济和人民生活各领域获得了十分广泛的应用，成为仅次于钢材的第二大金属材料。

2002～2010年间，全国铝合金产量如表1所示。

表1 2002-2010年中国铝合金产量及增长速度统计从表中可以看出，2002-2010年间，全国的铝合金产量呈上升趋势。

随着加工技术，产品性能的提高，铝合金的产量将继续增大，其应用必定会更加广泛。

1.1铝合金的分类铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工。

可加工成各种形态、规格的铝合金材。

主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。

铝合金挤压所用的材料一般均为变形铝合金。

1.1.1铸造铝合金铸造铝合金（cast aluminium alloy）是指适于熔融状态下充填铸型获得一定形状和尺寸铸件毛坯的铝合金，可按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。

(1)铝硅系合金，也叫“硅铝明”或“矽铝明”。

有良好铸造性能和耐磨性能，热胀系数小，在铸造铝合金中品种最多，用量最大的合金，含硅量在10％～25％。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910318385.9(22)申请日 2019.04.19(71)申请人 深圳市拜尔克科技有限公司地址 518000 广东省深圳市宝安区沙井街道沙三社区西沙路74号蓝宝工业区厂房11三层公共空间(72)发明人 谢清泉　(74)专利代理机构 深圳市深弘广联知识产权代理事务所(普通合伙) 44449代理人 向用秀(51)Int.Cl.C22C 21/02(2006.01)C22F 1/043(2006.01)C22C 1/02(2006.01)C22C 1/06(2006.01)B21J 5/00(2006.01)(54)发明名称液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺(57)摘要本发明公开了一种液态模锻加工铸造铝合金及其铸造工艺；铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7-8.0%，Cu：0.05-0.1%；Mn：0.01-0.05%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。

液态模锻方法包括配料、熔炼铝合金液、精炼除气除渣、液态模锻成形和固溶时效处理。

本发明液态模锻铝合金具有强度高、塑性好，轻便的优点，适合于液态模锻双轮车的受力结构件，如车身、车头等，从而使得制作的车头、车身更加轻便，用户在使用时更加省力。

权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 109897994 A 2019.06.18C N 109897994A权　利　要　求　书1/2页CN 109897994 A1.一种液态模锻加工铸造铝合金，其特征在于；所述铝合金采用液态模锻技术，且按质量百分比由以下成为组成：Si：7-8.0%，Cu：0.05-0.1%；Mn：0.5-1.3%；Mg：0.3-0.45%；Zn：0.11-0.17%；Fe：0.01-0.12%；余量为Al和不可避免的杂质元素，其中杂质元素的总量按照质量百分比控制在0.05%以下。

液态金属模鍜
VASILE GHIRITA;IOAN DRAGAN;刘延风
【期刊名称】《锻压技术》
【年(卷),期】1981(0)4
【摘要】液态金属模锻是一种对液体铸态毛坯进行模锻的综合工艺方法。

这种方法把压力铸造与热模锻结合起来,用于制造铸造困难,质量不易合乎要求,而模锻成本又太高的零件。

在液态金属模锻时,可分为以下几个阶段; (1) 液态金属浇入模具。

(2) 凸模推进,液态金属充满模膛。

(3) 金属在加压情况下结晶。

(4) 在毛坯件固化后进行塑性变形(图1)。

液态金属模锻前三个阶段属于压力铸造。

【总页数】8页(P56-63)
【关键词】液态模锻;压力铸造;模具设计;挤压铸造;压铸;液态金属;阳模;模具;凸模;零件表面质量;模锻件图
【作者】VASILE GHIRITA;IOAN DRAGAN;刘延风
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TG2
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