液态模锻
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液态模锻工艺在摩托车制造领域的应用
模 具 结构设计 、及 液 态模锻 ． 艺过 程等 几 个方 面 ，总结 出产 品整 个生产 过程 应 注意的 关键 技术 问题 。 Ｙ －
关 键 词 ：液 态模 锻 工 艺 应 用
液 态 模 锻 工 艺 是 在研 究 压力 铸 造 的基 础 上 逐 步 发 展起 来 的一 种 先 进 制 造 工 艺 。 ｉ～ ０ ｉ ，待 炉 温 达 到 ７ ０ 时 ， ａ ｒ ｎ １ｍｎ ４
即 可 出 炉 浇 注 ，锻 件 的 化 学 成 份 和 机 械 性 能 符 合
Ｗ Ｍ ＥＭ ５期 ２ ０年 １ ０１ ０月
摩托 车 上联 板是 与避震 器 联 接控 制摩 托 车 方 向 ，
其外 观 和 机 械 强 度 要 求 严 格 ；左 右脚 蹬 支 架 为 摩 托 车脚 踏 装 置 ，要 求 有 强 韧 性 ，它们 质 量 的好 坏 危 及 到 行驶 过 程 中 的人 身 安 全 ，只 有 消 除这 些 铸 件 内的 气 孔 、疏 松 等 缺 陷 ，才 能 提 高 它们 的机 械 强 度 。对
夹具 、钻 夹具 及车夹 具 的设计 。 考 虑 到 浇 注 工 艺 对 工 件 的要 求 和液 态 模 锻 的工
术 ，解 决 了采 用 传 统 压铸 方 法所 具 有 的局 限性 ，产 品 的机 械 性 能 、表 面 、内 部 质量 大 大 提 高 ，满 足 了 市 场需 求 。文 章 探 讨 了摩 托 车零 配 件 制 造 中 ，液 态 模 锻工 艺 的具 体 措 施 ，希 望 能对 行 业 工 程 技 术 人 员
这些 零 件采用 的液 态模 锻工艺 就包 含如 下 内容 ：
（ ）根 据产 品技术 图纸 ，设计 锻件 的毛坯 图 ； １ （ ）液 态模锻 模具设 计 与制造 ； ２ （ ）对毛 坯 锻件 选择 合 理 的湿 度 、压力 、时 问 ３
稀土铝合金液态模锻工艺在汽车生产中的应用
稀土铝合金液态模锻工艺在汽车生产中的应用摘要：近年来，随着汽车技术的不断发展，人们对交通工具的要求越来越高。
为了满足人们的出行要求，技术人员对汽车生产工艺设计进行了高度完善。
由于汽车领域中稀土铝合金液态模锻工艺的先进性，更容易满足汽车性能的完善程度。
多功能的汽车生产模锻工艺加工会使汽车拼装零部件安装的更加牢固。
因此，相关设计人员应丰富对汽车生产模锻工艺的设计内容。
本文稀土铝合金液态模锻工艺在汽车生产应用中的发展现状、主要设计内容及应用等方面展开探析。
关键字：稀土铝合金;液态模锻工艺;汽车生产;应用探析一、目前，稀土铝合金液态模锻工艺在汽车生产应用中的发展概况论述新时代，稀土铝合金液态模锻工艺技术主要指的是，将一定量的被铸金属液直接浇注入涂有润滑剂的型腔中，并持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的硬壳产生塑性变形，使金属在压力下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔缩松，以获得无铸造缺陷的液态模锻制件。
由于人们对交通运输的要求越来越高，汽车交通零部件加工工艺的设计也显得愈发重要。
目前，汽车交通零部件加工工艺设计大都通过现代化的模锻工艺完成，精确的稀土铝合金液态模锻工艺可以确保汽车交通零部件加工的精密性。
通过数字化的模锻工艺加工，使得汽车交通零部件加工工艺更为精密。
到目前为止，汽车交通零部件加工工艺的设计已经基本实现精密数字化，这样完成的汽车交通零部件更具有较强的咬合度。
放眼未来，汽车交通零部件加工工艺设计会更加精密，这样也可以大大节省其安装时间和力度。
由此可见，随着科技的发展，汽车交通零部件加工工艺设计会更加精密、安装也会更加容易。
二、新时代，稀土铝合金液态模锻工艺的主要设计内容(一)从汽车焊接部件角度分析汽车交通零部件加工工艺的焊接部件主要指的是与汽车组装相关的金属部分的焊接。
汽车焊接部件的主要作用就是对汽车内部起固定、连接等作用。
在对汽车组装焊接部件加工工艺进行设计时，要对汽车组装重点架构等零部件引起重视。
ZL102合金液态模锻工艺的研究
考察指标
拉伸强度 布氏硬度 断后伸长率 断面收缩率 干摩擦磨损率 油摩擦磨损率
ＲＡ
８．７６８ ４２６ ４．３６７ ５ ０．００８ ３９１ ２．４１７ １１２ ０．０１２ ９８７ ０．００２ ９０６
ＲＢ
１３．７０６ ３９ ３．３５７ ５ ０．０４４ ２７４ ２．５５７ ９９８ ０．０１９ ８１９ ０．００３ ６０８
!ｂ ／ ＭＰａ ＨＢ # （ ％） " （ ％） ｒ 干 （ ％） ｒ 油 （ ‰）
液锻前 １５８．４５４ ７ ４６．２５ ２．８０ ９．７３ ０．０８２ ６１７ ０．０２１ ４ 液锻后 １８２．３２６ ０ ６０．１０ ４．７２ ９．１６ ０．０７０ ６１０ ０．０１９ ２
各种缺陷， 而且还使组织得到细化。 晶粒越细， 晶界所占的比例越大， 位错运动的
一次枝晶臂间距减小为 ６２．０ μｍ， 二次枝晶臂间
距为 ４６．６ μｍ， 可见， 液态模锻使组织明显得到细
化， 从而明显改善合金的力学性能。
（ ａ） 压力 ０ＫＮ
（ｂ） 压力 ６０ ｋＮ
（ ａ） 压力 ０ＫＮ
（ｂ） 压力 ６０ ｋＮ
５０ "ｍ
１００ "ｍ
图 ３ 不同工艺条件下 α－Ａｌ 的拉伸断口形貌（ 模具预热 温度： ３８０ ℃， 合金浇注温度： ６６０ ℃）
图 ２ 不同工艺条件下 α－Ａｌ 的形貌 （模具预热温度 ３８０ ℃， 合金浇注温度 ６６０ ℃） ×７０
Ｆｉｇ．２ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅｓ ｏｆα－Ａｌ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ （ ｐｏｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｔ ６６０ ℃， ｄｉｅ ｐｒｅｈｅａｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
在铝合金铸件生产中， 普通的砂型铸造、压力 铸造、金属型铸造等工艺应用较多， 生产成本较 低， 但容易产生缩孔、疏松等铸造缺陷， 力学性能 较低， 达不到质量要求。液态模锻是一项先进的 加工工艺， 属于一种铸锻交叉的精密成形制造技 术。通过液态模锻不仅可以消除铸造组织中的缩 孔、疏松等缺陷， 还可以改善制件的微观组织和力 学性能， 同时还可以降低制件、尤其是复杂形状制 件的制造成本， 在国内外得到广泛应用［１－３］。本文通 过正交试验和极差分析方法设计试验， 探索液态 模锻工艺对铝合金微观组织和力学性能的影响。
铅试样的液态模锻成形工艺与模具设计
相 对 变 化 程 度
４． ４ ６ ４ ０． １． ０２ —３ ６ ． —４ ． ６４
８ ｆ％ ）
四 、结语
该副落料一 正反拉 深模在应用 过程 中，与 以前 的多副 多工序模 相 比，生产效率得 到提高 ， 且使 产品 的质量 并
得到保证 ，给企业带来 了较好 的经济效益 。ＭＷ
－ ． Ｉ
锻 压 Ｊ Ｙｍ ｏｉ ｒ￣
ＩＩ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ
式计算 ：
＝
度低 ，在压力作用下 ，易从 凸凹模 间隙 中溢 出 ，压力损
Ｋ ｔ （） １
失大 ，失去 了液态模锻 的意义。加压开始 时间过长 ，金
：
（） ２
属 中的固相成分偏多 ，晶粒粗 大 ，尤其在表 面可能形成 硬壳 ， 增加变形抗力 ， 达不到液态模 锻所希望的组织 。
低 温冲击而断裂 的危 险 ，这种事故是 破坏性的 ，其 现象
就 是二次加工脆性 。
Ｉ Ｆ钢
０８ Ａｌ
２３ ．６
２２ ．６
２３ ６
ｌ４ ６
ｌ ．７ ３ Ｏ
ｌ． ６ １８
５． ２ ６ ５
５ ． ２ ８ ６
４ ６ ．４
８ ６ ． ６
在拉深 试验 中，拉 深极 限比 （Ｄ ）越大 ，其 拉深 ＬＲ 性能越好 。由附 表 可知 ，Ｉ 板 的 Ｌ Ｒ值 高于 ０ Ａ 板 ， Ｆ Ｄ ８１
Ｆ 塑 。 ０ ｌ 匿 ｒ ｍ
铅试 样 的液 态模锻 成形 工 艺与模 具设计
嘉兴学 院机 电工程学 院 （ 江 ３４ ０ ） 王殿 梁 浙 １０ １ 张 辉
一
、
概述
铅试 样 的 材 料 为 供 应 态 的 铅 锭一Ｐ ４ （ １ ）
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]。
液态模锻工艺流程
液态模锻工艺流程
嘿，朋友们！今天咱来唠唠液态模锻工艺流程这档子事儿。
你说液态模锻啊，就好像是一场奇妙的金属变形大冒险！想象一下，那滚烫的液态金属，就如同充满活力的小精灵，等待着被赋予新的形状和使命。
首先呢，得准备好模具，这模具就像是给小精灵们准备的特别房子，得合适、得精致。
然后把液态金属小心翼翼地倒入模具中，这可不是随随便便倒进去就行的哦，得掌握好火候和速度，不然小精灵们可不乐意呢！
接下来，压力这个大力士就登场啦！它用力地挤压着液态金属，让它们乖乖地按照模具的形状来变身。
这时候啊，就像是在给金属做按摩一样，让它们舒舒服服地变成我们想要的样子。
在这个过程中，可不能有丝毫马虎。
温度要是不合适，那可就糟糕啦，就好比做饭火大了或者小了，那味道能好吗？还有啊，压力要是没控制好，要么压不实，要么压坏了，那不就白折腾啦！
等这一切都完成了，取出来的就是我们期盼已久的成品啦！那可是凝聚了无数心血和技术的宝贝呀。
你看看，液态模锻不就是这么神奇又有趣的过程嘛！
咱再仔细琢磨琢磨，这液态模锻多重要啊！它能让那些普通的金属摇身一变，成为各种厉害的零部件，为我们的生活和工作提供强大的支持。
没有它，好多机器设备都没法好好工作呢！
所以说呀，液态模锻工艺流程可真是个了不起的东西，咱得好好重视它，让它为我们创造更多的价值和惊喜！咱得不断钻研，把这门技术掌握得更精湛，让我们的制造业更上一层楼！怎么样，是不是觉得液态模锻很有意思呀？。
新能源汽车结构件液态模锻成型技术与装备研究及产业化
新能源汽车结构件液态模锻成型技术与装备研究及产业化下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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液态模锻技术与设备介绍
【 对策 】
凝固时间的延迟以及强化模具温度 的冷却来降低铸件温度。 铸造条件的探讨（高速切换位置）
16
７ 表面缺陷的原因和对策
（１） 波纹 Flow line
【 原因 】
模具温度过低时、脱模剂涂量过多时经 常会发生。
【 对策 】
短缩节拍、减少冷却量、提高模具温 度。或者，减少脱模剂的喷雾量。或 者重新设定铸造压力及压射速度。
■溶汤流动演示 ■凝固状态
(1) 能够把握到无法看到的「模具内部情况」 (2) 可以事先预测方案（铸造设计）的问题点 (3) 可以判定改善方案的探讨・确定
20
铸造CAE系统 ADSTEFAN
1992
1999/3
東北大学
技术转让
铸造CAE研究会(Stefan)
1992年成立 最终赞同企业38社
※ＴＬＯ：技术转让机构
立式压室溶汤温度变化
Ｄ
Ｌ L≦2.5D
１
注湯
２
３
４
５
６
７
８
[sec]
液层
Liquid
一般压铸 ＤＣ 一般ＤＣ機
固层 固液共存液
卧式压室溶汤温度变化
7
7
压铸机
凝固方式的区别
液态模段
浇口截面 较窄 浇口部较早凝固 较宽
上部开始凝固、 料柄部为最后 凝固
减少收缩巢
（达到抑制溶汤波动效果）
指向性凝固
高压射力
对象制品例
Fig. 2-11
Example AL wheel, Cross member, arm, nuckle
11
Fig. 2-12
Example ABS valve body,brake caliper,high pressure pump case,flange
液态模锻液压控制系统设计
液态模锻液压控制系统设计首先，设计系统的控制原理。
液态模锻液压控制系统的设计需要根据模锻工艺的要求，确定各个液压元件的工作方式和控制方式。
一般来说，液态模锻液压控制系统的工作原理包括以下几个方面：首先，通过控制溢流阀或调速阀来控制液压元件的工作速度和力度；然后，通过电磁阀或比例阀来控制液压系统的油液流向和流量；最后，通过传感器来检测液压系统的工作状态，并将反馈信号传递给控制系统。
其次，确定系统的工作参数。
液态模锻液压控制系统的设计还需要确定各个液压元件的工作参数，包括液压泵的流量和压力、油缸的直径和有效面积、溢流阀的调定压力等。
在确定这些参数时，需要考虑到模锻工艺的要求，使系统能够满足工艺过程中所需的最大力度和最小速度等要求。
再次，选择合适的控制器和执行器。
液态模锻液压控制系统的设计还需要选择合适的控制器和执行器。
通常情况下，可以选择基于PLC或数控系统的液压控制器作为系统的控制核心，来实现对液压系统的控制和调节。
同时，还需要选择适合的执行器，如液压缸、液压马达等，来实现对模锻设备的操作和控制。
在选择控制器和执行器时，需要考虑到其性能和可靠性，使系统能够稳定地工作。
最后，进行系统的仿真和优化。
液态模锻液压控制系统的设计完成后，需要进行系统的仿真和优化。
通过对系统进行仿真，可以验证系统的设计是否满足模锻工艺的要求，并对系统的性能和稳定性进行评估。
如果系统存在性能不足或不稳定的问题，可以进行系统的优化，通过调整参数或改变控制策略来改善系统的性能。
综上所述，液态模锻液压控制系统的设计需要确定系统的控制原理、工作参数，选择合适的控制器和执行器，并进行系统的仿真和优化。
通过科学合理地设计液态模锻液压控制系统，可以提高模锻设备的工作效率和质量，并实现对模锻工艺的精确控制。
由液态模锻技术特点体现的开发特种成形的意义
由液态模锻技术特点体现的开发特种成形的意义班级：成型1002 姓名：张博宇学号：3100704049 特种塑性成形工艺是在传统铸造与模型锻造的基础上开发出的新的技术，它必然比之前的技术有更好的优点，而且能克服之前技术的一些缺点。
下面通过传统的技术的特点与特种塑性成形液态锻模工艺的特点来说明开发特种成形技术的意义。
一、传统铸造及其特点首先来看传统铸造，即砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。
湿砂型以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。
湿型铸造历史悠久，应用较广。
湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。
型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。
因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。
为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。
涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。
干砂型制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。
砂型制好以后，型腔表面要涂以耐火涂料，再置于烘炉中烘干，待其冷却后即可合型和浇注。
烘干粘土砂型需很长时间，要耗用大量燃料，而且砂型在烘干过程中易产生变形，使铸件精度受到影响。
粘土干砂型一般用于制造铸钢件和较大的铸铁件。
自化学硬化砂得到广泛采用后，干砂型已趋于淘汰。
化学硬化砂型这种砂型所用的型砂称为化学硬化砂。
其粘结剂一般都是在硬化剂作用下能发生分子聚合进而成为立体结构的物质，常用的有各种合成树脂和水玻璃。
化学硬化基本上有3种方式。
铝合金的液态成型方法
铝合金的液态成型方法
当然可以，咱们再通俗点讲。
想象一下玩泥巴，只不过这次是玩热乎乎的铝合金汤。
铝合金液态成型就像是在玩高级版的模具游戏。
液态模锻：就像你做月饼，先把铝汤加热到非常烫，然后“哗”一下倒进准备好的模具里。
但不只是倒进去那么简单，还会用力压它，让它每个角落都塞得满满的。
这么一来，做出来的铝块儿不仅形状特别准，还特别结实。
液态挤压：这更像是玩挤彩泥，不过你手里是一大团熔化的铝。
你通过一个机器，给这团热铝加压，它就会从一个小口子里被挤出去，变成条啊、管子啊各种形状。
这个过程很快，形状也统一。
铸造：这个最像小时候玩的沙堡游戏，先用沙子做个模子，然后把滚烫的铝汤倒进去，等它凉了，挖开沙子，一个铝制的东西就出来了。
这种方式灵活，能做各种复杂的造型，而且成本不高。
这些都是把铝合金从液态变成固体的不同玩法，选哪个就看你要做什么东西，还有你的预算和对质量的要求了。
液态模锻(挤压铸造)技术研究与应用进展
术融合发展的产物$在锻造领域简称%液锻&#在铸造 领 域 称 为 %挤 压 铸 造&$ 液 态 模 锻 的 工 艺 过 程 是 将 熔炼合格的液态金属直接注入高强度的压室或模腔内#然后持续施以机械静压力#使熔融态 金属在压力 作用下发生流变充型'结晶凝固和流变补缩#最终获得内部致密'外观光洁'尺寸精确的零 件毛 坯(((液 态模锻件$液态模锻件具有细晶'均质和零缺陷的特点#在军工'航天'汽车'高铁'电子信息 等重要领域 的应用不断扩大$从铸造的视角看#液态模锻具有高效'绿色'高品质的突出优势#是一种少 无切削的精 密铸造技术#它没有传统意义上的冒口#所以也被 称 为 无 冒 口 铸 造 技 术$ 从 锻 造 的 视 角 看#液 态 模 锻 具 有 材 料 利 用 率 高 '对 材 料 和 结 构 复 杂 性 适 应 性 强 的 突 出 优 势 #因 此 被 称 为 %万 能 锻 造 &技 术 $
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液态模锻工艺介绍资料
亦分四个阶段： 第一阶段是液体金属在压力下流动、 充型并结壳。 二、三、四阶段与静压液锻相同。
注意：液锻方式不同，压力损失不同。 一般正挤压液锻较反挤压液锻压力 损失小。 分型面不同，压力损失有差别。
液态模锻工艺基础
（3）间接液锻过程
本质上与1）、2）两种不同，与立式压铸相似，区别在于 设计原则与工艺参数不同。分三个阶段 第一阶段－压力下充型 压力下，一定速度（0.5～15m/s）通过浇道压入型腔，实现 充型。（压铸是以高速，约15～70m/s ） 第二阶段－压力下结晶 合金液在惯性力作用下压紧模壁，散热、迅速结壳。 第三阶段－压力下结晶 压头的压力使合金液产生很大的压强p，在p的作用下合金 液完全凝固。
液态模锻工艺基础
壳层在较大温差下迅速结晶形成，壳体较薄，尚未有枝晶 形成，组织致密、晶粒细小，性能高。 P0/ P（液锻力），仅起 0 压平液面的作用，其在合金液内部产生的压强（比压力） p / 近似为0。 压平后的液面高度
H0
H0 V液
A0
V液 A0
液态模锻工艺基础
第二阶段－压力下结晶 凸模接触液面后，液锻力从P0’～P0，在其内部产生压强p， 使散热进一步加强，结晶进程加快。 结晶过程中形成的微小空隙得到充分的合金液补缩。 压力下结晶，获得组织致密、晶粒细小的组织。 合金液收缩和凝固，液面下降，凸模要下移h1距离。
2．液锻过程压力的作用 压力对合金物理参数的影响 ：合金的熔点、导热率、密 度、结晶潜热 (1)对熔点的影响 压力与合金熔点之间有如下的近似关系，
T熔
T熔 （ V 液－ V 固） p 100 4186 . 8 Q 熔
Q熔－单位质量金属的熔化潜热，J/kg。
液态模锻工艺基础
注意：液锻方式不同，压力损失不同。 一般正挤压液锻较反挤压液锻压力 损失小。 分型面不同，压力损失有差别。
液态模锻工艺基础
（3）间接液锻过程
本质上与1）、2）两种不同，与立式压铸相似，区别在于 设计原则与工艺参数不同。分三个阶段 第一阶段－压力下充型 压力下，一定速度（0.5～15m/s）通过浇道压入型腔，实现 充型。（压铸是以高速，约15～70m/s ） 第二阶段－压力下结晶 合金液在惯性力作用下压紧模壁，散热、迅速结壳。 第三阶段－压力下结晶 压头的压力使合金液产生很大的压强p，在p的作用下合金 液完全凝固。
液态模锻工艺基础
壳层在较大温差下迅速结晶形成，壳体较薄，尚未有枝晶 形成，组织致密、晶粒细小，性能高。 P0/ P（液锻力），仅起 0 压平液面的作用，其在合金液内部产生的压强（比压力） p / 近似为0。 压平后的液面高度
H0
H0 V液
A0
V液 A0
液态模锻工艺基础
第二阶段－压力下结晶 凸模接触液面后，液锻力从P0’～P0，在其内部产生压强p， 使散热进一步加强，结晶进程加快。 结晶过程中形成的微小空隙得到充分的合金液补缩。 压力下结晶，获得组织致密、晶粒细小的组织。 合金液收缩和凝固，液面下降，凸模要下移h1距离。
2．液锻过程压力的作用 压力对合金物理参数的影响 ：合金的熔点、导热率、密 度、结晶潜热 (1)对熔点的影响 压力与合金熔点之间有如下的近似关系，
T熔
T熔 （ V 液－ V 固） p 100 4186 . 8 Q 熔
Q熔－单位质量金属的熔化潜热，J/kg。
液态模锻工艺基础
铝合金的液态模锻成形
ZLl03铝合金件的力学性能表铝合金的液态模锻成形徐慧,李天生(湖南建材高等专科学校机械工程系,湖南衡阳421008>l 引言当今世界能源短缺,汽车~战车等正向着轻量化~高速~安全~节能~低成本及长寿命方向发展,由于铝合金具有的高比强度~耐蚀性~易成型~热稳定性与再生性好和简化结构等一系列优点能满足军工和民用的特殊要求 2],因此,采用铝合金零部件是汽车和战车轻量化的主要手段之一 1]O如英国'蝎"式坦克,除装甲车体外,还有平衡肘连杆底座~刹车盘~负重轮~炮塔座圈~油箱~座椅等多种零部件采用了铝合金或镁合金,大大减轻了重量,极大地提高了装备的机动性能,从而可以改善坦克的行驶性能,提高安全性 1]O 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~轮毂和油泵阀体等O 因此用液态模锻成形铝合金具有很好的发展前景 3]O2液态模锻工艺简介液态模锻是介于液态成型和固态成型之间的一种新工艺,集中了这两种工艺的优点O 自1960年代至今,液态模锻工艺在我国取得了较大发展,尤其是钢质液态模锻工艺已较为成熟 4]O 但由于设备及冶炼条件的限制,有色金属尤其是铝合金的液态模锻在最近十年才得到较快发展O液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力,使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形,从而获得高质量制件的一种方法O 液态模锻是一种省力~节能~材料利用率高的先进工艺O 制件的力学性能较高,可以接近或达到同种合金的锻件水平 2,5~7]O 铝合金液态模锻工艺的应用范围,从实际应用情况以及它的结晶特点来看,主要有如下特点:(l >液态模锻工艺对材料的适用范围比较宽,它既适用于高性能的变形合金,也适用于常用的铸造合金O(2>以陶瓷颗粒~晶须~纤维增强的金属基复合材料(MMC >综合了金属的韧性~成形性~导电导热性等及陶瓷的强度~刚度~硬度~耐热~耐磨~耐蚀等性能,在材料科学中异军突起,逐渐进入实用化阶段O 液态模锻是复合材料成形的最佳方法之一O 用液态模锻技术成形复合材料的研究也进行得非常活跃O用高强Al-zn-Mg-Cu 合金LC4为基体,以Al 203颗粒为增强剂,采用半固态搅拌法制备出颗粒均匀~与基体结合良好的10%Al 203P/LC4复合材料,具有优异的抗拉强度和弹性模量,可以取代高锰钢来制造履带板,采用液态模锻工艺制造履带板板体,其质量明显优于一般铸造的方法,生产效率也较高 8]O(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O 对于一些薄壁零件也可以用液态模锻获得很好的成形质量O3液态模锻成形的主要优点!"#材料利用率高~成本低与模锻相比,由于没毛边及实心孔所损耗的金属材料,故材料利用率可达95%以上O 若与压铸工艺相比,液态模锻工艺不需要设置浇口套~喷嘴~浇注系统等辅助消耗的金属材料(占制件的20%-30%>O 用Ly11液锻发动机主轴承盖克服了模锻锤上成形的缺点 9],在用LD10铝合金液锻生产起动机连杆时,使得成形工序减少,加工余量减小,从而提高了材料利用率,降低生产成本,提高了经济效益 10]O!"$力学性能高由于半凝固状态的铝合金在充足的压力下凝固结晶,组织致密~晶粒细小,故所得制件的力学性能好,如果采用较大的压力(100~150MPa >,则在塑性变形阶段效果明显,可以接近或达到模锻件的水平,如下表 4]所示O!%!成品率高,质量好液态模锻时,加工温度比铸造时低得多,制件在模内收缩小,并又受三向压应力的影响,故不易形成气孔与显微疏松等缺陷O 同时具有精铸件精密成型的高效率~高精!"机械工程师2006年第11期摘要 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O 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O关键词 铝合金 液态模锻 进展中图分类号 T G316文献标识码 A文章编号 1002-2333(2006>11-0069-02液态模锻传统模锻低压铸造!b /MPa320324245!/(%>7.07.22.5硬度HB110HB107HB90研究探讨R e s e a r c h &D i s c u s s i o n度的特点 41O!"#设备投资少模锻工艺需要采用热模锻压力机或摩擦压力机等投资较高的设备O 压力铸造需要专门的压铸机,设备投资也较大O 由于在液态模锻过程中,金属是在流动状态下成形,因此,所需的成形压力小,相应的设备吨位小;熔融的金属成形容易,所加工工件的表面精度高,可以达到少无切削加工的要求,并可制造传统工艺难成形的复杂制件 41O 设备投资少,有利于液态模锻工艺的推广和应用O!半固态金属成形技术半固态金属成形技术作为一种新兴复合材料加工技术引起了广泛的关注 ll ,l21,它的研究起源于1970年代O 一般而言,金属在静止状态下结晶时,最先凝固的部分是树枝状长大,形成网状结构,残余液态金属分布于树枝结晶体之间,这种半固态金属的流动性差,对成形不利O1970年代初,麻省理工学院的研究人员发现,在金属凝固时加以搅拌,可以将产生的树枝状初晶破碎并分散到未凝固的残余液体金属中去,凝固组织由通常的树枝状晶体变成球状的等轴晶体,成为变形抗力较低~具有良好流动性的金属糊状物,并可以很方便地施以各种后续成形加工O 半固态成形技术有如下特点:显微组织细化,大大减轻了内部缺陷和偏析等;半固态金属变形抗力大大降低,并可以制造出近净成形制品;利用半固态糊状金属的高粘性,可以容易并且均匀地混入异种材料和比重差大的金属,从而制造新型复合材料和新成分合金O"液态挤压工艺液态挤压是在液态模锻研究的基础上,结合热挤压变形的特点而发展起来的一种液态金属成形工艺O 其成形过程为:将液态金属直接浇入挤压桶内,借助挤压冲头对未凝固的或准凝固金属施以高压,使其在压力下发生流动~结晶~凝固过程,随后,挤压成形模口处的准凝固金属经受断面缩减的大塑性变形,一次成形出管~棒~型材类制品O 利用液态挤压工艺也可以直接制备金属基复合材料管~棒~型材类制件,由此突破了现有复合材料成形方法均需二次变形,即先成形出复合材料坯体,再经挤~轧等工艺制成管~棒型材的限制,可以减少成形工序,降低成本,有望成为成形高性能复合材料管~棒~型材的一条新途径 131O参考文献1l 1黄少东,唐全波,赵祖德,等.用镁合金促进兵器装备轻量化 J 1.金属成型工艺,2002,20(5):8-10.21洪慎章,曾振鹏.国内外铝合金液态模锻的发展与展望 J 1.机械制造,1999(3):12-13.31张广安,吴树迎,李玉书,等.轿车铝合金轮毂的液态模锻 J 1.锻压技术,1999(3):33-34.41韦丽君,马风雷,李任江.液态模锻在铸造铝合金中的应用 J 1.材料工程,2003(7):40-42.51罗守靖,何绍元,王尔德,等.钢质液态模锻 M 1.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990:4-25.61上海交通大学锻压教研组.液态模锻 M 1.北京:国防工业出版社,1981.71齐丕襄.挤压铸造 M 1.北京:国防工业出版社,1984.81费良军,等.挤压铸造挖土机履带板板体的制造工艺研究 C 1//98挤压铸造(液态模锻)学术会议论文集,1998:40-44. 91吴代斌.发动机主轴承盖液锻工艺研究 J 1.新技术新工艺,1998(4):30-31.lO 1洪慎章.起动机连杆液态模锻 J 1.热加工工艺,1997(5):39-40.ll 1蒋鹏,贺小毛,张秀峰.半固态金属成形技术的研究概况 J 1.塑性工程学报,1998,5(3):1-7.l21蒋鹏,贺小毛,张秀峰.半固态成形在工业生产中的应用现状与前景 J 1.模具技术,1998(5):15-23.l31齐乐华,李贺军,罗守靖,等.液态挤压变形特征的研究 J 1.塑性工程学报,1997,4(3):43-46.l41Oi Le-Hua ,Hou Jun-Jie ,Cui Pei-Ling ,He-Jun Li.Researchon Prediction of the Processing Parameters of Liguid Extrusion by BP Network J 1.JournaI of MateriaI Processing TechnoIogy ,1999(95):232-237.(编辑立明)作者简介:徐慧(1976-),女,硕士研究生,助教O收稿日期:2006-06-20!"机械工程师!""!年第""期!!!!!!!!!!研究探讨R e s e a r c h &D i s c u s s i o n意大利纺机制造商协会主席保罗'班弗在中国国际纺织机械展览会上说,中国是最大的纺机市场,占世界纺机市场的25%O他说,中国是世界上最大的纺织品生产国和出口国,并在世界纺织服装贸易中起主导作用O 随着中国加入WTO 和纺织配额的取消,中国的纺织工业将进一步体现其竞争力O 但是中国纺织业要适应国际市场,就必须进一步改进技术,提高装备能力O保罗'班弗说,意大利是中国主要的纺机供货商之一O 其纺织机械对中国市场的出口值占其工业总出口值的17%左右O 2005年,意大利纺织机械设备对中国市场的出口总额达到3.16亿欧元,占整个中国市场的13.7%O2006年前4个月,意大利纺织机械设备对中国市场的出口比2005年同期增加17%O 2006年前4个月,意大利出口到中国的针织设备占第一位,占34%;其次是纺纱设备,占29%;第三位是织造设备,占26%O 保罗'班弗说:H 预计2006年对中国市场的出口将会进一步提高O H中国国际贸易促进委员会纺织行业分会副会长徐迎新说,目前<中国纺织工业H 十一五H 发展规划纲要 已正式对外颁布,中国纺织工业确立了建设纺织强国的发展目标O 意大利作为世界纺织机械的生产强国,有着较强的技术和产品开发优势O 意大利的纺织设备,特别是纺纱设备和附件以及印染后整理设备,为推动中国纺织工业的设备改造和技术更新做出了贡献OH 与其他纺机出口国相比,意大利的织机和后整理设备在中国具有很大的市场份额,并因其质量和价格的竞争性很高,深受用户欢迎O H 意大利对外贸易委员会北京办事处首席代表赖世平说O 同时,意大利参展商对本届展览会的踊跃参与,表现了他们对日益扩大的中国纺织市场的密切关注,同时也对将来与中国同行进行合资合作怀有极大兴趣O我国成为世界最大的纺机市场铝合金的液态模锻成形作者：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刊名：机械工程师英文刊名：MECHANICAL ENGINEER年，卷(期)：2006(11)被引用次数：4次参考文献(14条)1.黄少东;唐全波;赵祖德用镁合金促进兵器装备轻量化[期刊论文]-金属成形工艺 2002(05)2.洪慎章;曾振鹏国内外铝合金液态模锻的发展与展望 1999(03)3.张广安;吴树迎;李玉书轿车铝合金轮毂的液态模锻[期刊论文]-锻压技术 1999(03)4.韦丽君;马风雷;李任江液态模锻在铸造铝合金中的应用[期刊论文]-材料工程 2003(07)5.罗守靖;何绍元;王尔德钢质液态模锻 19906.上海交通大学锻压教研组液态模锻 19817.齐丕襄挤压铸造 19848.费良军挤压铸造挖土机履带板板体的制造工艺研究[会议论文] 19989.吴代斌发动机主轴承盖液锻工艺研究[期刊论文]-新技术新工艺 1998(04)10.洪慎章起动机连杆液态模锻[期刊论文]-热加工工艺 1997(05)11.蒋鹏;贺小毛;张秀峰半固态金属成形技术的研究概况 1998(03)12.蒋鹏;贺小毛;张秀峰半固态成形在工业生产中的应用现状与前景 1998(05)13.齐乐华;李贺军;罗守靖液态挤压变形特征的研究 1997(03)14.Qi Le-Hua;Hou Jun-Jie;Cui Pei-Ling;He-Jun Li Research on Prediction of the Processing Parameters of Liquid Extrusion by BP Network[外文期刊] 1999(95)本文读者也读过(10条)1.曾健华.黄光礼.李华秀.刘清祥.易伦超AlMgSi1铝合金盖液态模锻工艺研究[期刊论文]-锻压技术2002,27(2)2.李洪波.刘洪丽.李天生.徐慧.LI Hong-bo.LIU Hong-li.LI Tian-sheng.XU Hui变质剂对液态模锻铝合金力学性能的影响[期刊论文]-佳木斯大学学报（自然科学版）2009,27(3)3.韦丽君.马风雷.李任江液态模锻在铸铝合金中的应用研究[期刊论文]-材料工程2003(7)4.李天生.徐慧.朱福顺.张兴平.LI Tiansheng.XU Hui.ZHU Fushun.ZHANG Xingping液态模锻用铝合金成分优化[期刊论文]-热加工工艺2009,38(1)5.李天生.王宁.LI Tian-sheng.WANG Ning铝锌镁合金液态模锻工艺及组织性能的研究[期刊论文]-热加工工艺2005(10)6.汽车空压机铝合金连杆的液态模锻[期刊论文]-热加工工艺2000(1)7.李天生.徐慧.张洪.LI Tiansheng.XU Hiu.ZHANG Hong Mg、Cu和Zn含量对液态模锻铝合金力学性能的影响[期刊论文]-热加工工艺2009,38(23)8.唐全波.姜巨福.王迎.TANG Quanbo.JIANG Jufu.WANG Ying两种工艺成形的ADC12铝合金连杆的力学性能对比[期刊论文]-热加工工艺2010,39(19)9.刘振伟.李湛伟.LIU Zhen-wei.LI Zhan-wei液态模锻技术现状及发展趋势[期刊论文]-金属材料与冶金工程2008,36(5)10.夏华.卫星虎.胡亚民.XIA Hua.WEI Xing-hu.HU Ya-min支承座零件液态模锻新技术[期刊论文]-热加工工艺2007,36(17)引证文献(4条)1.唐全波.姜巨福.王迎ADC12铝合金连杆挤压铸造[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(7)2.唐全波.姜巨福.王迎工艺参数对ADC12铝合金连杆端盖挤压铸造过程的影响[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(8)3.唐全波.姜巨福.王迎两种工艺成形的ADC12铝合金连杆的力学性能对比[期刊论文]-热加工工艺 2010(19)4.唐全波.姜巨福.王迎挤铸、压铸ADC12铝合金连杆端盖的组织和性能比较[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(9)本文链接：/Periodical_jxgcs200611033.aspx。
液态模锻技术现状及发展趋势
的缩孔 ，以获得无 任何铸 造 缺 陷的液 锻件 ｒ。Байду номын сангаас 】 ］
们把 这种方法 叫做液态模 锻 （ 挤压 铸造 ） 。
１ 液 态模锻 的特 点 ． ２ 液态模锻是铸造与模锻相结合 的一种新工艺 ．
１ 液 态模 锻 技 术
１ 液态模 锻概念 ． １
它既具有铸 造工艺简单 、制 件形状 复杂 、生产成
ＬＩ Ｚｈｅ — ｉ Ｕ ｎ ｗｅ ．ＬＩＺｈ ｎ ｗｅ ａ— ｉ
（ ｏｌ ｅｏ ｎｆ ｃ ｒ ｇＳ ｉｎ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｅｉｇ ｉ ｕ ｎＵ ｉ ｒｉ ，Ｃ ｅ ｇ ｕ Ｃ ｌ ｇ Ｍｅｕａ ｔ ｉ ｃ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ，Ｓｃ ａ ｎｖ ｓ ｙ ｈ ｎ ｄ ｅ ｆ ｕｎ ｅ ｎ ｈ ｅ ｔ
晶 铸 铁 获 得 亚 共 晶组 织或 共 晶组 织 ， 同时 促 使 石 墨 细 化 ，并 成 为 蠕 虫状 、球 状 析 出 ，有 类 似 于 球 化 剂 的作 用 。铸 铁在 压 力 下 结 晶 所 生 成 的 渗碳 体 ，在 石 墨化 退 火 时 ，析 出速度 明显 增加 ， 并生 成石 墨化高 的石墨 相［。 ５ ］
ｔｎ ｈ ｌ ｇ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｅ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ．Ｔｈ ｅ ｅ ｔｓａ ｅ ｏｆｌ ｉ ｏ ｇ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈ ｍｅ ａ ｂ ｏ ｄ ｅ ｐｒ ｓ ｎ ｔｔ ｉ ｄ ｆ ｒ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｎｄ ａ ｒ ａ ｑｕ ｉ ａ ａ ｙ ｅ ．Ｔｈ ｍａ ｔｒ ａ ｄ ｇａ ｓ ｅ ｉｔｎ ｉ Ｃｈ ｎ ｓ ｌｑ ｉ ｏ ｇ ｎ ｓ ｏ ｎｔｄ ｏ ．Ｉ ｓ ｓ ｎ ｌｚ ｄ ｅ ｔｅ ｎ ｐ ｘ ｓｉ ｇ ｎ ｉ ｅ ｅ ｉ ｕ ｄ ｆ ｒ ｉ ｇ ｉ ｐ ｉ ｅ ｕｔ ｔ ｉ ｐ ｅ ｉ ｔｄ ｔ ａ ｈ ｒ ｎ ｖ ｌｐｍｅ ｔｏ ｈ ｉ ｕ ｄ ｆ ｒ ｉ ｇ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ． ｒ ｄ ｃ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｔｅ ｄ ｏｆｄｅ ｅ ｏ ｎ ｆｔ ｅ ｌｑ ｉ ｏ ｇ ｎ ｅ ｈ ｌ ｇ
轿车铝合金轮毂的液态模锻
轿车铝合金轮毂的液态模锻一、引言铝合金轮毂是钢质轮毂的换代产品，它具有质量轻、导热快、美观华贵、节能安全等优点，目前国内外已广泛应用于轿车及其它轻型客车上。
随着我国汽车工业的快速发展以及国外配件需求量的增加，市场容量十分可观。
目前国内外制造铝合金轮毂的方法主要分为两大类:一类是锻造法，其中国外最先进的工艺是由连铸工序和三个锻造工序组成，该法虽然质量好，但成品率只有50%左右，价格昂贵。
另一类是铸造法，分重力铸造和低压铸造。
重力铸造法产品中缩孔、疏松、气孔等缺陷严重，机械强度低，成品率低，国外已经淘汰。
目前国内外大多采用低压铸造法，该法产品质量和成品率都有一定提高，但工艺复杂，设备投资太大，从国外引进年产30万件的设备需投资亿元以上。
采用液态模锻法，使铝合金在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消除了缩孔、疏松、气孔等缺陷，产品既具有接近锻件的优良机械性能，又有精铸件一次精密成型的高效率、高精度，且投资大大低于低压铸造法。
二、轮毂的工艺特点及工艺关键轮毂是一个如图1所示的零件，类似一个较浅的杯形件，壁较薄，壁厚基本均匀，轮缘直径较大，高度适中，基本适合液态模锻工艺。
制造的主要困难在于采用直接液态模锻法时，轮缘与原浇注液面之间容易形成较深的冷隔，必须采取措施避免。
图1影响工件内部结晶质量及力学性能的关键是温度场与应力场的控制，而影响温度场的因素又较多，因此必须通过试验和计算找到比较理想的温度——时间曲线。
而应力场直接关系到工件中缩孔、疏松、气孔等缺陷的消除，必须确定合适的应力场分布，为获得高质量的工件打下基础。
三、模具设计及成形条件的确定1.模具设计考虑到工件表面可能出现夹杂等缺陷，厚度尺寸必须留有一定的机加工余量，所以在零件图厚度尺寸上单边加放0.5mm，并取拔模斜度1.5?，绘出锻件图。
以该图为依据设计模具。
根据工件的结构特点，必须采取直接液态模锻法，凹模采取垂直分型面，以便工件出模。
采用垂直分模就必须有水平方向锁紧装置，考虑到设备条件限制，因此采用锥形护环锁紧装置，见图2中件3。
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活塞材料及成形工艺
成形方法：（1）铸造(Casting)：强度小，成本低；容易出现气孔、 缩松；（2）锻造(Forging)：强度高，导热性好，成本高，用于强 化发动机；（3）液态模锻：兼有前两者特点，切削少，利用率高， 消除铸造缺陷，提高毛坯质量
液态模锻加压方式
1、平冲头加压 （1）、直接加压压头（成型凸模）直接作
连续铸钢
薄板坯连铸连轧
1－中间包； 2－结晶器； 3－液芯压下； 4－除鳞机； 5－预轧机； 6－剪切机； 7－感应加热炉； 8－热卷箱； 9－事故剪； 10－除鳞机； 11－精轧机； 12－层流冷却； 13－卷取机
薄板坯连铸连轧
1－结晶器； 2－挤压辊； 3－轧制辊； 4－感应炉； 5－除鳞区； 6－轧机； 7－冷却区； 8－卷取机
9、若有芯模时，垂直缸应有足够的提升力量；水平缸也应 有足够的压力，以便施压时能使模具保持紧闭状态，防止金 属液挤出。
几种液态模锻设备：
磁性材料液压机
该压机具有调整、半自动两种工作方式： (1) 调整动作主要 用于安装、调整模具。 (2) 半自动工艺动作： 下活塞顶出 →滑块快下→滑块减速下行→合模延时→自动注料→滑块 慢速 压制 (充磁)→滑块低速压制(充磁) → 保 压 → 泄压延 时(退磁) →脱模→ Ⅰ：滑块回程→下活塞退回 →取坯 Ⅱ： 下活塞退回→滑块回程
铜，延时需更长些。 4、保压时间
升压阶段一旦结束，便进入稳定加压，即保压阶段，直至加压结束 (卸压)的时间间隔，为保压时间。
保压时间长短与合金特性和制件大小有关，可按下述情况进行选用： 1)铝合金制件，壁厚在50mm以下，可取0.5s/mm，壁厚在100mm以 上，可取1.0～1.5s/mm； 2)铜合金制件，壁厚在100mm以下，可取1.5s/mm； 3)黑色金属制件，壁厚在100mm以下，可取1.5s/mm。 5、加压速度 加压速度指加压开始时液压机行程速度。加压速度过快，金属液易卷 入气体和金属液飞溅；过慢自由结壳太厚，降低加压效果。 加压速度的大小主要与制件尺寸有关。对于小件，取0.2～0.4m/s； 对于大件取0.1m/s。
环形冷隔的处理 直接液态模锻时部分金属液上移充型，它与原金属液面之间形成 一圈冷隔，这种冷隔有时是难以避免的，提高浇注温度与模具预热 温度，缩短开始加压时间后，冷隔有所减轻，但无法完全避免，仍 有1～1.5mm深冷隔，如图所示。为此，在模具上冷隔形成的高度 开一个R2的半圆弧，使冷隔形成在突起的圆弧上，在机加工工序切 除，这样就完全消除了冷隔的影响。 轮毂机械性能的检测 为了检测轮毂的机械性能，首先对其进行热处理，热处理条件为 515±5℃保温6h淬火，175±5℃保温6h回火，并加工成试件。
结论 (1)汽车铝合金轮毂的液态模锻工艺可行，产品性 能优于目前的制造方法。 (2)该工艺设备简单、投资小，材料利用率高，产 品成本低。 (3)工艺过程容易实现自动化，适于汽车配件的批 量生产。
工艺特点 1、在成型过程中，液态金合自始至终承受等静压，
在压力下完成结晶凝固。 2、已凝固金属在压力下产生塑性变形。 3、液态金属承受的压力值不断下降。 4、固-液区在压力作用下，发生强制性补缩。 与压铸比：无卷入气体之危险；无压力损失。 与热模锻比：成形力低。
工艺流程 熔化：将一定量的金属放入容器内加热至熔化，金属
量视制件而定。 浇注：金属熔化后稍冷却一会，待达到一定温度后再
浇注。 加压：选择一定的比压值与加压速度进行加压。 顶出：必须设置顶出装置。
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱模→ 冷却→热处理→检验→入库。
液态金属模锻是介于铸、锻之间的一种少无切削工 艺技术。其基本原理是：浇入到模具内的液态或半 固态金属在较高的压力下成型、凝固并伴有微量的 塑性变形组织。用液态金属模锻技术生产的产品质 量优良，没有常见的气孔、缩孔等缺陷，
3、加压开始时间 加压开始时间是液态金属注人模膛至加压开始的Fra bibliotek间间隔。从理论讲，
液态金属注人模膛后，过热度丧失殆尽，到“零流动性温度”加压为宜。 加压开始时间的选用主要与合金熔点和特性有关，可分三种情况： 1)对于钢制件，只要生产节拍许可，愈短愈好； 2)对于有色金属件，加压前延时10～20s； 3)对于易产生偏析件，如85Cu-10Sn-2Pb-3Ni和91Cu-7Sb-2Ni等青
液态模锻工艺参数：
1、冶炼质量 由于液态模锻(除平冲头间接液态模锻外)无浇、冒口系统，
无排渣、集渣和镇静能力，浇入的液态金属几乎全都用于制件 本身，从这一意义讲，液态模锻对金属液质量的要求比普通铸 造工艺要严格得多。首先，要求炉料干净，成分配比准确。冶 炼时严格遵守操作规程，减小氧气卷入和夹杂物形成。在浇注 过程中，注意排渣、力争金属液洁净。由于液态模锻一般都是 单件连续生产，液态金属必须在保温炉(或熔炼炉)中停放较长 时间，保温过程要求合金成分稳定，不氧化，不增加夹杂物等。 对于某些不便于长时间保温的合金，需采用大功率小容量的感 应炉快速熔炼，实现“一炉一件”办法进行生产。
用在液态金属上，在压力下充型、凝固、 并伴有微量的塑性变性组织。适合于生产 形状简单、性能要求较高的零件。 （2）、间接加压：同全立式压铸相似。 2、异型冲头加压 （1）、凸式冲头加压 （2）、凹式冲头加压 （3）、复合式冲头加压
液锻设备
对液压设备要求： 1、有足够大的压力，并能保压一定时间； 2、有快的空程速度；以缩短金属浇注后的开始加压时间。 3、有足够的工作台面和封闭高度； 4、动力消耗少，安全可靠，操作方便； 5、刚性足够； 6、有金属液熔炼保温炉； 7、有侧压缸和下顶缸； 8、定量浇注及取件机械手。
液态金属模锻工艺适应性广，无论铸造合金材料还 是锻造合金材料均可采用液锻工艺生产。可生产各 种壁厚（壁厚≥1.5mm）及壁厚差大的产品。设备 为通用的万能液压机或液态模锻机，无液锻件生产 时，可作其它工作使用。
正是由于液态金属模锻技术具有如此多的优点， 已引起世界各国的高度重视，一些发达国家都有专 门的从事液锻技术研究、开发、生产基地。
液态模锻
3.1、液态模锻概述 液态金属模锻（简称液锻）是一种介于铸、锻之间 无切削工艺。其主要过程是：将一定量的合金液浇 入到模具（液锻模）内，在凸模（压头）的压力作 用下使合金液充填型腔——结晶凝固——压力补 缩——塑性变形。从而获得轮廓清晰，表面光洁， 尺寸精确，性能优良的产品。
液态模锻原理仿真
冲天炉、感应电炉、电弧炉等。
材料科学与工程学院
市场预测：在世界轻工、汽车、机电、仪表……等市场的激烈 竞争中，各国都在向高质量，高可靠性，重量轻，节能，低成 本方向发展。在材料方面，表现为轻量化，以铝合金代钢，在 工艺方面以铸代锻，尤其是以压铸，液锻代替普通铸造、低压 铸造及部份锻造，以达到提高毛坯精度，减少加工余量，减少 原材料消耗，降低成本的目的。因此，在各种行业中铝合金零 件的比重迅速上升。在70年代，汽车中铝合金件共有20—30万 吨/年，到80年代末，铝合金件已达60万吨/年，翻一番，某些 零部件如：豪华轿车的轮毂、各种泵体、空压机连杆等也由原 来钢（铁）质材料改为铝合金制造。当前铝合金自行车，铝壳 电机，铝合金五金工具，压力表壳体、汽车油泵壳体、摩托车 零件等铝合金零件；齿轮、蜗轮、高压阀体等铜合金零件；钢 法兰、钢弹头、凿岩机缸体等碳钢、合金钢零件 等各种合金制
鞍钢1700短流程薄板坯连铸连轧生产线
薄板坯连铸连轧
唐钢薄板坯连铸连轧
薄板坯连铸连轧
酒钢碳钢薄板坯连铸连轧产品
薄板坯连铸连轧
压力铸造：液态金属在压力作用下（5~150MPa）充填金属铸型， 并在压力作用下凝固形成铸件的方法，称为压力铸造。
压力铸造的工艺过程 预热与喷涂料、闭合压铸型（金属铸型）和注入金属 （定量浇注）压铸 、 取出铸件、清理检验
品正层出不穷地涌现，它预示着液锻工艺有十分广阔市场和应 用前景。
铝合金轮毂是钢质轮毂的换代产品，它具有质量轻、导热 快、美观华贵、节能安全等优点，目前国内外已广泛应 用于轿车及其它轻型客车上。随着我国汽车工业的快速 发展以及国外配件需求量的增加，市场容量十分可观。 目前国内外制造铝合金轮毂的方法主要分为两大类：一 类是锻造法，其中国外最先进的工艺是由连铸工序和三 个锻造工序组成，该法虽然质量好，但成品率只有50% 左右，价格昂贵。另一类是铸造法，分重力铸造和低压 铸造。重力铸造法产品中缩孔、疏松、气孔等缺陷严重， 机械强度低，成品率低，国外已经淘汰。目前国内外大 多采用低压铸造法，该法产品质量和成品率都有一定提 高，但工艺复杂，设备投资太大，从国外引进年产30万 件的设备需投资亿元以上。采用液态模锻法，使铝合金 在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消 除了缩孔、疏松、气孔等缺陷，产品既具有接近锻件的 优良机械性能，又有精铸件一次精密成型的高效率、高 精度，且投资大大低于低压铸造法。
1)、轮毂制件图薄壁、均匀、高度适中，适合液态模锻发制造
2)、模具设计采用垂直分模4、8、下模座1、提板2、锁模装置3、 凸模6 、弹簧9、固定板10 、上模座11
3)、环形冷隔的处理开办圆弧，机加切除 浇注与加压
液态模锻时没有浇口和冒口，所以要比较精确地定量浇注。 采用漏斗浇注，漏斗需加热至与金属液相近的温度，进行“底 注”，以避免金属液喷溅到模具上造成缺陷。
节能效果显著，产品成本低，某些液锻件无浇冒口系统， 可节省10%以上的液态金属，因而减少了熔炼所消耗的 能源。液锻件一般不需机械加工或只需少量精加工，因 而节省大量的机械加工工时、机床设备投资及机械加工 电力消耗。产品性能高，重量轻。用于车辆及飞行器上 的零件有明显的节能效果。
液态成形：
熔化方式
液态模锻工艺特点 液态模锻是将一定量的液态金属直接注入金属模膛，随后在压力 的作用下，使处于熔融或半熔融状态的金属液发生流动并凝固成 形，同时伴有少量塑性变形，从而获得毛坯或零件的加工方法。 液态模锻工艺的主要特点如下：1)成形过程中液态金属始终承受 等静压力，在压力下完成结晶凝固。2)已凝固金属在压力作用下 产生塑性变形，使制件外表面紧贴模膛，保证尺寸精度；3) 凝固 过程中，固液区在压力作用下能得到强制补缩，比压铸件组织致 密。4)成形能力高于固态金属热模锻，可成形形状复杂的锻件。 适用于液态模锻的材料很多，不仅铸造合金，而且变形合金、有 色金属及黑色金属的液态模锻也已大量应用。液态模锻适用于各 种形状复杂、尺寸精确的零件制造，在工业生产中应用广泛。如 活塞。
成形方法：（1）铸造(Casting)：强度小，成本低；容易出现气孔、 缩松；（2）锻造(Forging)：强度高，导热性好，成本高，用于强 化发动机；（3）液态模锻：兼有前两者特点，切削少，利用率高， 消除铸造缺陷，提高毛坯质量
液态模锻加压方式
1、平冲头加压 （1）、直接加压压头（成型凸模）直接作
连续铸钢
薄板坯连铸连轧
1－中间包； 2－结晶器； 3－液芯压下； 4－除鳞机； 5－预轧机； 6－剪切机； 7－感应加热炉； 8－热卷箱； 9－事故剪； 10－除鳞机； 11－精轧机； 12－层流冷却； 13－卷取机
薄板坯连铸连轧
1－结晶器； 2－挤压辊； 3－轧制辊； 4－感应炉； 5－除鳞区； 6－轧机； 7－冷却区； 8－卷取机
9、若有芯模时，垂直缸应有足够的提升力量；水平缸也应 有足够的压力，以便施压时能使模具保持紧闭状态，防止金 属液挤出。
几种液态模锻设备：
磁性材料液压机
该压机具有调整、半自动两种工作方式： (1) 调整动作主要 用于安装、调整模具。 (2) 半自动工艺动作： 下活塞顶出 →滑块快下→滑块减速下行→合模延时→自动注料→滑块 慢速 压制 (充磁)→滑块低速压制(充磁) → 保 压 → 泄压延 时(退磁) →脱模→ Ⅰ：滑块回程→下活塞退回 →取坯 Ⅱ： 下活塞退回→滑块回程
铜，延时需更长些。 4、保压时间
升压阶段一旦结束，便进入稳定加压，即保压阶段，直至加压结束 (卸压)的时间间隔，为保压时间。
保压时间长短与合金特性和制件大小有关，可按下述情况进行选用： 1)铝合金制件，壁厚在50mm以下，可取0.5s/mm，壁厚在100mm以 上，可取1.0～1.5s/mm； 2)铜合金制件，壁厚在100mm以下，可取1.5s/mm； 3)黑色金属制件，壁厚在100mm以下，可取1.5s/mm。 5、加压速度 加压速度指加压开始时液压机行程速度。加压速度过快，金属液易卷 入气体和金属液飞溅；过慢自由结壳太厚，降低加压效果。 加压速度的大小主要与制件尺寸有关。对于小件，取0.2～0.4m/s； 对于大件取0.1m/s。
环形冷隔的处理 直接液态模锻时部分金属液上移充型，它与原金属液面之间形成 一圈冷隔，这种冷隔有时是难以避免的，提高浇注温度与模具预热 温度，缩短开始加压时间后，冷隔有所减轻，但无法完全避免，仍 有1～1.5mm深冷隔，如图所示。为此，在模具上冷隔形成的高度 开一个R2的半圆弧，使冷隔形成在突起的圆弧上，在机加工工序切 除，这样就完全消除了冷隔的影响。 轮毂机械性能的检测 为了检测轮毂的机械性能，首先对其进行热处理，热处理条件为 515±5℃保温6h淬火，175±5℃保温6h回火，并加工成试件。
结论 (1)汽车铝合金轮毂的液态模锻工艺可行，产品性 能优于目前的制造方法。 (2)该工艺设备简单、投资小，材料利用率高，产 品成本低。 (3)工艺过程容易实现自动化，适于汽车配件的批 量生产。
工艺特点 1、在成型过程中，液态金合自始至终承受等静压，
在压力下完成结晶凝固。 2、已凝固金属在压力下产生塑性变形。 3、液态金属承受的压力值不断下降。 4、固-液区在压力作用下，发生强制性补缩。 与压铸比：无卷入气体之危险；无压力损失。 与热模锻比：成形力低。
工艺流程 熔化：将一定量的金属放入容器内加热至熔化，金属
量视制件而定。 浇注：金属熔化后稍冷却一会，待达到一定温度后再
浇注。 加压：选择一定的比压值与加压速度进行加压。 顶出：必须设置顶出装置。
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱模→ 冷却→热处理→检验→入库。
液态金属模锻是介于铸、锻之间的一种少无切削工 艺技术。其基本原理是：浇入到模具内的液态或半 固态金属在较高的压力下成型、凝固并伴有微量的 塑性变形组织。用液态金属模锻技术生产的产品质 量优良，没有常见的气孔、缩孔等缺陷，
3、加压开始时间 加压开始时间是液态金属注人模膛至加压开始的Fra bibliotek间间隔。从理论讲，
液态金属注人模膛后，过热度丧失殆尽，到“零流动性温度”加压为宜。 加压开始时间的选用主要与合金熔点和特性有关，可分三种情况： 1)对于钢制件，只要生产节拍许可，愈短愈好； 2)对于有色金属件，加压前延时10～20s； 3)对于易产生偏析件，如85Cu-10Sn-2Pb-3Ni和91Cu-7Sb-2Ni等青
液态模锻工艺参数：
1、冶炼质量 由于液态模锻(除平冲头间接液态模锻外)无浇、冒口系统，
无排渣、集渣和镇静能力，浇入的液态金属几乎全都用于制件 本身，从这一意义讲，液态模锻对金属液质量的要求比普通铸 造工艺要严格得多。首先，要求炉料干净，成分配比准确。冶 炼时严格遵守操作规程，减小氧气卷入和夹杂物形成。在浇注 过程中，注意排渣、力争金属液洁净。由于液态模锻一般都是 单件连续生产，液态金属必须在保温炉(或熔炼炉)中停放较长 时间，保温过程要求合金成分稳定，不氧化，不增加夹杂物等。 对于某些不便于长时间保温的合金，需采用大功率小容量的感 应炉快速熔炼，实现“一炉一件”办法进行生产。
用在液态金属上，在压力下充型、凝固、 并伴有微量的塑性变性组织。适合于生产 形状简单、性能要求较高的零件。 （2）、间接加压：同全立式压铸相似。 2、异型冲头加压 （1）、凸式冲头加压 （2）、凹式冲头加压 （3）、复合式冲头加压
液锻设备
对液压设备要求： 1、有足够大的压力，并能保压一定时间； 2、有快的空程速度；以缩短金属浇注后的开始加压时间。 3、有足够的工作台面和封闭高度； 4、动力消耗少，安全可靠，操作方便； 5、刚性足够； 6、有金属液熔炼保温炉； 7、有侧压缸和下顶缸； 8、定量浇注及取件机械手。
液态金属模锻工艺适应性广，无论铸造合金材料还 是锻造合金材料均可采用液锻工艺生产。可生产各 种壁厚（壁厚≥1.5mm）及壁厚差大的产品。设备 为通用的万能液压机或液态模锻机，无液锻件生产 时，可作其它工作使用。
正是由于液态金属模锻技术具有如此多的优点， 已引起世界各国的高度重视，一些发达国家都有专 门的从事液锻技术研究、开发、生产基地。
液态模锻
3.1、液态模锻概述 液态金属模锻（简称液锻）是一种介于铸、锻之间 无切削工艺。其主要过程是：将一定量的合金液浇 入到模具（液锻模）内，在凸模（压头）的压力作 用下使合金液充填型腔——结晶凝固——压力补 缩——塑性变形。从而获得轮廓清晰，表面光洁， 尺寸精确，性能优良的产品。
液态模锻原理仿真
冲天炉、感应电炉、电弧炉等。
材料科学与工程学院
市场预测：在世界轻工、汽车、机电、仪表……等市场的激烈 竞争中，各国都在向高质量，高可靠性，重量轻，节能，低成 本方向发展。在材料方面，表现为轻量化，以铝合金代钢，在 工艺方面以铸代锻，尤其是以压铸，液锻代替普通铸造、低压 铸造及部份锻造，以达到提高毛坯精度，减少加工余量，减少 原材料消耗，降低成本的目的。因此，在各种行业中铝合金零 件的比重迅速上升。在70年代，汽车中铝合金件共有20—30万 吨/年，到80年代末，铝合金件已达60万吨/年，翻一番，某些 零部件如：豪华轿车的轮毂、各种泵体、空压机连杆等也由原 来钢（铁）质材料改为铝合金制造。当前铝合金自行车，铝壳 电机，铝合金五金工具，压力表壳体、汽车油泵壳体、摩托车 零件等铝合金零件；齿轮、蜗轮、高压阀体等铜合金零件；钢 法兰、钢弹头、凿岩机缸体等碳钢、合金钢零件 等各种合金制
鞍钢1700短流程薄板坯连铸连轧生产线
薄板坯连铸连轧
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压力铸造：液态金属在压力作用下（5~150MPa）充填金属铸型， 并在压力作用下凝固形成铸件的方法，称为压力铸造。
压力铸造的工艺过程 预热与喷涂料、闭合压铸型（金属铸型）和注入金属 （定量浇注）压铸 、 取出铸件、清理检验
品正层出不穷地涌现，它预示着液锻工艺有十分广阔市场和应 用前景。
铝合金轮毂是钢质轮毂的换代产品，它具有质量轻、导热 快、美观华贵、节能安全等优点，目前国内外已广泛应 用于轿车及其它轻型客车上。随着我国汽车工业的快速 发展以及国外配件需求量的增加，市场容量十分可观。 目前国内外制造铝合金轮毂的方法主要分为两大类：一 类是锻造法，其中国外最先进的工艺是由连铸工序和三 个锻造工序组成，该法虽然质量好，但成品率只有50% 左右，价格昂贵。另一类是铸造法，分重力铸造和低压 铸造。重力铸造法产品中缩孔、疏松、气孔等缺陷严重， 机械强度低，成品率低，国外已经淘汰。目前国内外大 多采用低压铸造法，该法产品质量和成品率都有一定提 高，但工艺复杂，设备投资太大，从国外引进年产30万 件的设备需投资亿元以上。采用液态模锻法，使铝合金 在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消 除了缩孔、疏松、气孔等缺陷，产品既具有接近锻件的 优良机械性能，又有精铸件一次精密成型的高效率、高 精度，且投资大大低于低压铸造法。
1)、轮毂制件图薄壁、均匀、高度适中，适合液态模锻发制造
2)、模具设计采用垂直分模4、8、下模座1、提板2、锁模装置3、 凸模6 、弹簧9、固定板10 、上模座11
3)、环形冷隔的处理开办圆弧，机加切除 浇注与加压
液态模锻时没有浇口和冒口，所以要比较精确地定量浇注。 采用漏斗浇注，漏斗需加热至与金属液相近的温度，进行“底 注”，以避免金属液喷溅到模具上造成缺陷。
节能效果显著，产品成本低，某些液锻件无浇冒口系统， 可节省10%以上的液态金属，因而减少了熔炼所消耗的 能源。液锻件一般不需机械加工或只需少量精加工，因 而节省大量的机械加工工时、机床设备投资及机械加工 电力消耗。产品性能高，重量轻。用于车辆及飞行器上 的零件有明显的节能效果。
液态成形：
熔化方式
液态模锻工艺特点 液态模锻是将一定量的液态金属直接注入金属模膛，随后在压力 的作用下，使处于熔融或半熔融状态的金属液发生流动并凝固成 形，同时伴有少量塑性变形，从而获得毛坯或零件的加工方法。 液态模锻工艺的主要特点如下：1)成形过程中液态金属始终承受 等静压力，在压力下完成结晶凝固。2)已凝固金属在压力作用下 产生塑性变形，使制件外表面紧贴模膛，保证尺寸精度；3) 凝固 过程中，固液区在压力作用下能得到强制补缩，比压铸件组织致 密。4)成形能力高于固态金属热模锻，可成形形状复杂的锻件。 适用于液态模锻的材料很多，不仅铸造合金，而且变形合金、有 色金属及黑色金属的液态模锻也已大量应用。液态模锻适用于各 种形状复杂、尺寸精确的零件制造，在工业生产中应用广泛。如 活塞。