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虽然一般硬铝合金的硬度在380-450Mpa之间,几乎高于一般铸成铝合金硬度的三倍,而超硬铝合金的气压更可达600Mpa。尽管形变铝合金的单价比铸成铝合金高,其成形成本也比铸成工艺高一些,但虽然能明显减少产品结构体积,再加之能进行进一步退火强化、焊接和表层阴极水解处理,后者的性价比却明显高于前者,因此,越来越多的公开场合,都希望采用或改用形变铝合金制造零件。而对于体育运动类部件的采用公开场合,如飞机、轮船、汽车摩托车、体育运动自行车等,减轻重量带来的节能经济效益和速度经济效益,形变铝合金更具有极为重要的竞争优势。
虽然连铸连锻技术的明显不断进步,与机械加工件结构一样繁杂的形变铝合金吕普县,也能以相似的车间成本,十分轻松顺利地制造出来,因此,采用形变铝合金替代现代的铸成铝合金制造吕普县,不仅具有经济竞争优势,并已成为一类潮流与趋势了。
1铸成铝合金与形变铝合金的基本情况与操控性对比
1.1工业用铝锭分成两大类:铸成铝合金和形变铝合金。一般蔡伯介,铸成铝合金适用于于以铸成方法制造铝铸件,而形变铝合金适用于于以阻力加工(抬升与角蕨)方法制造铝产品。
1.2形变铝合金包括:隔热铝(LF)、硬铝(LY)、超硬铝(LC)、锻铝(LD)和特殊铝(LT)。虽然形变铝合金平均综合机械操控性总比铸成铝合金高(铸成铝合金的锻态操控性,平均也比其铸态操控性高几成以上),很多牌号的形变铝合金,它还可以通过淬火和时效等退火方式来提高机械操控性,因此,工业设计上希望更多地应用领域形变铝合金,以满足采用上的明确要求。
1.3两方面的因素限制了角蕨铝合金的应用领域范围或削弱了其工业动力系统性:
一是形变铝合金的铸成操控性很差,其固体流动性一般仅及铸成铝合金的三分之一,用现代的铸成方法极难制造出结构很繁杂的吕普县。
二是即便以铸成方法制造形变铝合金吕普县,如果无法解决铸成工艺一般存在的缩孔缩松及气孔相纸瑕疵,那么,之后的退火和表层阴极水解工序也无法继续。
而最根本的原因在于,铸态的形变铝合金吕普县,即便其内部瑕疵消除,但虽然金相晶粒粗大并总呈枝AsS,退火后的操控性也大打折扣,或只与一般铸成铝合金操控性相似,采用此种相对廉宜的材料品种,就失去了其应有的经济意义了。但连铸连锻技术的出现,却有效地改变了此种状况。
2连铸连锻技术概要
连铸连锻技术,它是指在同一台设备用同一套铸件,连续顺利完成吕普县的充型与角蕨制造,它的本质,是一类依靠武器装备的功能实现的工艺技术。因此,不同的连铸连锻武器装备,有不尽相同的连铸连锻细分工艺。
2.1连铸连锻设备,按设备的摆放方式,可分成船机和立式,按铸成给汤方式,则分成濶濑式和热室式。连铸连锻工艺,按设备安装的锻压动力系统缸数,可分成双向连铸连锻和多向连铸连锻两大类。
2.2两种典型的连铸连锻工艺与武器装备:一类是由苏联人发明者的,用油压机顺利完成的“固体金属粉体”(或称“熔汤角蕨”),而另一类则是运用我国发明者专利技术实现的“阻力铸成粉体”(或称“抬升机械加工粉体”——全称“机械加工粉体”)。
2.2.1“固体金属粉体”工艺与武器装备技术
对于“固体金属粉体”工艺,尽管我们未能清晰看到其明显的“铸”-“锻”分开的过程,但用油压机顺利完成的此种工艺,其本质仍可归类为连铸连锻工艺的一类。它也是双向连铸连锻工艺的一类。
用油压机顺利完成的“固体金属粉体”工艺,可制造一些结构不很繁杂,并且对吕普县轴向体积精度明确要求不高的吕普县。
虽然油压机是一类通用的万能设备,即便是用双活动横梁油压机,它仍只有三个动力系统头,因此,它是极难顺利完成需多个动力系统头并且是要连续的复合的体育运动才能表态的连铸连锻工艺。再加之它没有充型机构,繁杂的吕普县根本制造不出来。
在制造实践中,用此种设备顺利完成的工艺,制造效率很低,工业动力系统性并不好。虽然工艺方式的严重不足,工人要近距离机械式和接触高温铸件与吕普县,不仅劳动气压大,也极不符合现代工业的安全与文明制造明确要求。工艺方式的严重不足,也造成此种制造工艺太依赖操的技能,使工艺的随机性与可靠性低,它已无法适应工业制造的不断进步明确要求了。
2.2.2先进的“阻力铸成粉体”工艺与武器装备技术
“阻力铸成粉体”工艺与武器装备技术全称“机械加工粉体”技术。这里面的“机械加工”,并不是我们狭义理解的“高压机械加工”,它反而是一类广义的基本概念,即包括了高压机械加工、低机械加工成、重力铸成、真空吸铸等所有铸成充型的工艺基本概念。
因此“机械加工粉体”技术,就是一类不论用什么样的铸成充型方式,但最终以“粉体”为终极特怔的连铸连锻工艺。连铸连锻工艺因而也被称为一类“原理性工艺”。
现时用得最普遍的设备,是船机濶濑(热室)机械加工粉体机。它的外形与现代机械加工机相似,可以配套采用现代的给烫、喷淋冷却与取件机械手。已可制造最大锻阻力为30000KN以上的“机械加工粉体”设备,可制造包括大型卡车的锻压轮毂、汽车发动机锻压缸体在内的吕普县件。也可制造镁合金与黑色金属的连铸连锻吕普县。虽然其制造节拍与一般机械加工机基本一样,车间制造的工艺成本几乎与机械加工工艺一样。
3形变铝合金的连铸连锻制造
3.1形变铝合金与一般铸成铝合金连铸连锻制造的异同
从形式上看,形变铝合金的连铸连锻制造,它与一般铸成铝合金的连铸连锻制造并没有什么太大的不同:制造设备一样,铸件的外形结构体积一样,但铸件的内在结构与制造工艺参数却有不少的差异。
3.2充型工艺参数不同。虽然形变铝合金的铸成流动性远低于铸成铝合金,因此,其充型速度与充型阻力与一般铸成铝合金不尽相同,一般明确要求充型阻力要有所提高;虽然充型速度相对小了,铸件的温度控制明确要求需更严格一些。正常制造时,对铸件的热平衡明确要求会更高一些。另外,充型速度的减慢,一般会同步明确要求汤料的始铸温度适当提高。
3.3铸件内在结构的不同点。虽然形变铝合金的流动性低于铸成铝合金,它还明确要求铸件的内浇道相对宽厚一些。但不同的形变铝合金,不同结构的吕普县,其差异仍然存在,这明确要求我们以实践的观点去解决,它需要摸索最佳铸件结构参数的过程。
3.4综合考虑解决形变铝合金的流动性严重不足问题。我们无法独立地看形变铝合金的流动性,而是以最终的吕普县成形质量为目标。
现时的“机械加工粉体机”,其充型速度、充型阻力与粉体力都设计成无级可调的功能,它为我们综合权衡不同铝合金的成形工艺特点,提供了最广阔的方式,再加之始铸温度与终锻温度的控制,一方面虽然各项参数都有对其它参数一定的“替代效应”,它明确要求我们的技术人员对整套设备与工艺的掌握要相当熟练,而另一方面,它也为我们灵活运用这套工艺技术,提供了广阔的空间,大大降低了包括难成形形变铝合金在内的制造技术难度。
3.5重视对吕普县的结构工艺性分析。对吕普县的结构工艺性分析,是制定工艺实施方案的基础,它是工艺效果甚至是工艺成败的关键。它明确要求的是工艺技术人员对机械加工粉体技术的内在把握。
其中,最重要的是分型方案。我们无法按照lenses的分型思路,而应按锻压模的分型思路。但最大的挑战还在于,我们能在多大程度上抽芯成形。如果吕普县全部按锻压工艺性设计,所有的抽芯都不制造出来,就失去了连铸连锻工艺的特点、经济竞争优势与现实意义了!
3.6余料去除问题。形变铝合金的气压与韧性都比铸成铝合金高,而内浇道的更粗厚,将使余料的去除成为一个新问题。总的建议是:设计内浇道的细节上有所考虑,配合铸件的冲压结构,运用锻压工步的动作,形成易折结构。如无法做到手工掰断,则要考虑机械切断的便易性。
4结语
形变铝合金的连铸连锻制造是一个新生事物,它适应了现代工业品向轻形化高气压方向的发展明确要求,具有良好的应用领域前景。形变铝合金的连铸连锻制造与一般铸成铝合金的连铸连锻制造差异并不算大,技术难度在可操作控制当中。熟练掌握一般铸成铝合金连铸连锻工艺,是制造繁杂结构形变铝合金吕普县的连铸连锻件的基础。而“抬升机械加工粉体机”,是形变铝合金连铸连锻最有工业动力系统性的工艺与武器装备。
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