有色合金锻模设计特点-终锻型槽、预锻型槽和制坯型槽

逆水鱼

　　终锻模具设计依据是热锻件图，而预锻型槽设计原则与钢锻件的预锻模一致。
% ^5 e3 B9 |* e& m# H; b8 s' ^　　为了保证终锻型槽的使用寿命，在终锻前采用预锻工序，不仅可以减少终锻模腔磨损，而且可以获得满意的锻件内部中质量。如果生产批量不大，也可在同一终锻模上先进行一次预锻，切除毛边后重新加热，然后再终锻和切除毛边。
) X3 X" G7 G4 _2 g/ ]5 T3 A9 [　　有色金属的锻造温度范围较窄，因此，不适于采用多型槽模锻。但对于批量较大而需要制坯的锻件，有时也采用多型槽模锻，但制坯方式常为压扁、镦粗、成形或弯曲，而锻模上只能安排其中的一种，并要求坯料一次行程成形，随后转入预锻或终锻。
! a5 r6 J" {. O& {! Y( ^　　铝合金和镁合金都不宜采用滚挤和拔长制坯。因为坯料在滚挤过程中不仅沿轴向流动，而且也沿横向流动。不仅聚集效果不明显，反而使毛坯内部受拉应力作用造成内部开裂。铝合金锻件沿轴线方向截面有一定差值的长轴锻件，其坯料多数可采用车削的办法，达到使坯料符合终锻件要求。
" s* F- w* ]( I& `, q8 W　　铝合金锻件采用单型槽模锻，虽然增加制坯工序和加热火次，由于这类材料再结晶速度慢，增加加热次数反而有利于获得具有完全再结晶组织的锻件。
: }8 K  n; B& `　　铝合金变形温度较低，约在480～350℃范围内，而锻模的回火温度在450～550℃，当模具预热温度与铝合金锻造温度接近或一致时，模具也不会发生回火现象。在这一条件下，铝合金可在变形速度较低的液压机上锻造，尤其是大型铝合金锻件，基本上都是在水压机上模锻成形的。这些锻件不仅尺寸大，往往是多筋与薄腹板构成的复杂件。例如在我国300000kN水压机上生产的铝锻件，投影面积超过2m2，长度超过5m，质量达1000kg。在重型水压机上生产无论是形状简单或是复杂的大型铝合金锻件，至少进行两次加热成形，否则对锻件的内部质量或是尺寸精度都没有好处。
( r) f. l" @& B6 \　　对较大的长形锻件，因锻模又长又重，热处理难以进行，往往机械加工后便直接用于生产。由于锻模硬度不足，容易发生塑性变形，导致锻件达不到技术要求。由此可见，铝合金大锻件在重型水压机上生产时，为了减少模块尺寸以便于机械加工及热处理，采用单型槽模锻是理所当然的。若要求制坯和预锻，可另设计制坯模和预锻模。水压机的工作台面宽，可以将制坯模、预锻模和终锻模同时安排在工作台面上，只是终锻模应尽可能地安排在压力中心的位置上。为防止上下模块错移，终锻模块上应设计有止动锁扣。
　　还应当指出，模锻薄的大型锻件时，尤其是长形件，锻模和水压机横梁的弹性变形，以及偏心加载所造成的错移，是影响锻件精度的重要因素。一般现象是，长形件发生弯曲，盘类件则中部鼓起，有时尺寸偏差达到5mm以上。如果是由于锻模弹性变形引起这种现象，可以在设计时预先对型槽形状和尺寸加以修正；若因锻模硬度不够发生了模具塑性变形而引起了锻件尺寸变化，则应从改进锻模材料、模具结构，以及热处理方法等方面，去解决所存在的问题。
　　近年来，等温锻造技术在有色金属成形方面不断扩大应用范围。这项技术可以解决有色金属复杂结构件用一次成形达到锻件设计要求的困难。不仅能够缩短锻件生产周期，也可减少材料的消耗，更重要的是提高了锻件的使用性能。采用闭式等温锻，可以简化预制坯的形状，锻坯在一付模具中一次成形出最终锻件形状。在精锻时，锻件可以达到精密模锻的要求。一般情况下，等温锻在液压机这类设备上进行，由于变形速度较慢，金属在等温模具中，伴随着变形的过程，不断发生动态再结晶，一方面使金属不断处于软化的过程，变形力始终处于较低的状态，对设备能力的充分利用创造了条件。这也说明了对于同一锻件在等温锻时比常规锻时所需变形力要小得多，即为1/5～1/10；另一方面由于金属在模腔中的流动速度低，模具表面的磨损情况也会减轻。
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