特种车辆新型高强韧铝合金负重轮液态模锻工艺成型研究

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摘要：在采用新型高强韧铝合金液态模锻成型特种车辆负重轮时，主要研究了新型铝合金液态模锻成型工艺和热处理工艺参数等对合金力学性能及组织的影响。试验表明，新型铝合金液态模锻工艺成型
负重轮的组织明显优于其他合金，力学性能得到了显著提高。关键词：液态模锻；ＹＤ１２Ａｌ — Ｃｕ高强韧铝合金；热处理；金相组织；力学性能中图分类号：ＴＧ３１６文献标志码：Ａ
新技术新工艺
２０１３年第７期
பைடு நூலகம்
特种车辆新型高强韧铝合金负重轮液态模锻工艺成型研究
王长顺，李宏伟，陈利华，刘彬。，刘长华，陈超
（１．北京北方车辆集团有限公司，北京１０００７１；２．北京北方车辆集团有限公司北京市特种车辆部件先进制造与评估技术中心，北京１０００７１）
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｉｑｕｉｄ＿。ｓｔａｔｅＦｏｒｇｉｎｇｏｆＮｅｗａｎｄＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈｔｏｕｇｈｎｅｓｓＡｌｕｍｉｎｉｕｍＡｌｌｏｙ
（１．ＢｅｉｊｉｎｇＮｏｒｔｈＶｅｈｉｃｌｅＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＳｐｅｃｉａｌＶｅｈｉｃｌｅＰａｒｔｓＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７１，Ｃｈｉｎａ）
ＷｈｅｅｌｏｆＳｐｅｃｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ
ＷＡＮＧＣｈａｎｇｓｈｕｎ，ＬＩＨｏｎｇｗｅｉ，ＣＨＥＮＬｉｈｕａ，ＬＩＵＢｉｎ，Ｉ．ＩＵＣｈａｎｇｈｕａ，ＣＨＥＮＣｈａｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔａｋｉｎｇｌｉｑｕｉｄ— ｓｔａｔｅｆｏｒｇｉｎｇｏｆｎｅｗｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ —ｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｈｅｅｌｏｆｓｐｅｃｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ，ｔｈｅｌｉｑｕｉｄ — ｓｔａｔｅｆｏｒｇｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｄａｔａｍｅａｓｕｒｉｎｇｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｏｆｉｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒｃａｓｔａｌｌｏｙａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｌｏｙ，ｔｈｅｍｉｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｗｈｅｅｌｕｓｉｎｇｎｅｗｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ—ｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙｌｉｑｕｉｄｆｏｒｇｉｎｇｗａｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｅｘｃｅｌｌｅｄａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｈｉｇｈｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ — ｓｔａｔｅｆｏｒｇｉｎｇ，ＹＤ１２Ａ１一Ｃｕｈｉｇｈｔｅｎａｃｉｏｕｓａｌｕｍｉｎｉｕｍａｌｌｏｙ，ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
液态模锻是一种优质、高效和经济的先进工艺方法，其制件的力学性能较高，可接近或达到同

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

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。

汽车轮毂用高强韧A356铝合金的成型与控制

韧化Ａ３５６合金的熔铸工艺路线同传统铝合金的熔铸工艺基本一致，但严格控制各节点温度以及调制合金化元素含量，采用合适的热处理工艺将进一步提高其综合力学性能。研究表明，强韧化Ａ３５６铝合金铸锭的拉伸强度、延伸率均比ＡＳＴＭ标准要求值提高２０％，且疲劳强度、抗冲击韧性提高１０％。关键词高强韧；铝合金；低压铸造；成型；控制文章编号：１６７１ —３８１８（２０１３）０４— ０ｏ０５—０３中图分类号：ＴＧ２４９．２８文献标识码：Ａ
随这些元素的氧化程度增加。理想的投入和溶解温度应控制在７３０～７５０℃ 之间，并用钟罩将中间合金
压人熔体中搅拌。
１．３精炼温度
处理成型的工艺与控制过程，分析实验结果。
采用惰性气体和精炼除杂剂。在除气和除杂过程中，高温有利于降低熔体粘度，降低气、杂上浮阻力；但高温同时促进熔体吸气和高活性合金元素的
素反应。理想的精炼温度控制在７００～７３０℃之问。
Ｉ塑堡竺Ｉ
烹
１．４浇铸温度
表面撒上覆盖剂
同传统Ａｌ — ｓｉ合金一样，浇铸温度控制为７２０～
７５０ｏＣ。
加入Ｓｉ、Ｍｇ等主要合金元素
加入中间合金，调制熔体中合金元素含量
控制在７００ — ７２０℃ ，待硅料熔化并搅拌均匀后，降
低熔体温度至６８０— ７００℃，投入纯镁料，表面覆盖防止Ｍｇ元素氧化的覆盖溶剂。

铝合金液态模锻成型过程的可视化【文献综述】

毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化铝合金液态模锻成型过程的可视化1 铝合金液态模锻成型过程的可视化的意义当今世界能源短缺，汽车、战车等正朝着轻量化、高速、安全、节能、低成本及长寿命方向发展，采用轻合金是汽车和兵器轻量化的主要手段之一。

铝合金具有高比强度、耐锈蚀、热稳定性好、易成型、再生性好和简化结构等一系列优点，能满足汽车工业的特殊要求。

目前汽车上铝合金零件主要有活塞、汽缸体、汽缸盖、连杆、连杆盖、离合器壳、车轮、油泵阀体等。

这些铝合金零件的生产方法多采用压力铸造、低压铸造及普通模锻等常规工艺，它具有材料及燃料消耗较高、设备投资大、劳动强度大、制作成本高等缺点。

零件成型的常规方法有两种:（l)液态成型即各种铸造工艺，如金属铸造、压力铸造、低压铸造等;（2)固态成型即用固体坯料通过诸如模锻、压力加工、切削加工等工艺加工成所需形状的零件。

液态模锻则是介于这两种工艺之间的一种崭新的工艺，集中了它们的优点[2]。

铝合金液态模锻成型过程的可视化可以帮助我们更好的了解不同参数对模锻成型过程的影响，熟悉液态模锻的工作原理以及掌握一些基本的可视化软件的操作，并且为计算机模拟液态模锻实验提供依据。

2 铝合金液态模锻成型过程及可视化的研究现状2.1 铝合金液态模锻的基本原理液态模锻工艺其实质是把液态金属直接浇入模具型腔内，然后在一定时间内以一定的压力作用于半熔融或半凝固的金属上，使之成形，并在此压力下结晶私塑性流动，从而获得毛坯或零件的一种金属加工方法[13]。

铝合金液态模锻工艺的应用范围，从国内外实际应用情况以及它的结晶特点来看，主要有如下特点:（1）液态模锻工艺对材料选择范围较宽。

它既适用于铸造合金，也适用于变形合金。

（2）纤维强化金属具有质量轻、强度高、耐磨、耐高温等特点。

现在已经进行了包含碳、碳化硅、氧化铝等高强度长短纤维铝合金的汽车零件研究开发工作。

作为铝合金强化材料很有发展前途。

（3）液态模锻技术不仅适用于轴对称的实心零件、杯形件、通孔件以及长轴类等厚壁零件，也适用于非轴对称、壁厚不均匀、形状复杂的零件[2-3]。

高强韧轻量化车轮液态模锻智能制造关键技术与创新应用

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