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1、1,淺談鍛造工藝及鋁合金鍛造,2,目錄,鍛造工藝概述與分類 鍛造的定義 鍛造的優(yōu)缺點 鍛造的分類 鋁合金鍛造工藝介紹 鋁合金鍛造工藝流程 算料與下料 溫鍛前加溫和冷鍛前皮膜軟化 鍛造 熱處理T4+T6 切邊和沖孔 打磨/振研,3,鍛造工藝概述與分類,什么是鍛造? 利用材料的可塑性,借助外力產(chǎn)生塑形變形,獲得所需形狀、尺寸和一定組織性能的鍛件。 鍛造的優(yōu)缺點 優(yōu)點:鍛件內(nèi)部致密、組織比較均勻、內(nèi)部沒有氣孔,可以做T6熱處理和陽極氧化 缺點:需要較大的變形力,4,鍛造工藝概述與分類,鍛造的分類 一、按工具和模具安置情況分類,5,鍛造工藝概述與分類,鍛造的分類 二、按鍛造溫度分類,鋼的熱鍛、溫鍛和
2、冷鍛的技術(shù)經(jīng)濟比較,6,鍛造工藝概述與分類,鍛造的分類 冷鍛簡介 冷鍛技術(shù)屬于金屬在室溫下的體積塑性成形。 成形方式主要有兩種:冷擠壓和冷鐓擠。 ---例如XXX交貨的30-7615-033-990(FD Outer link)就是冷擠壓,XXX生產(chǎn)的螺絲、鉚釘?shù)染褪抢溏厰D。 ---區(qū)別:冷擠壓件的最大尺寸基本上同毛胚外徑一致;鐓擠或鐓粗工件,其最大尺寸都比毛胚外徑大 冷鍛的特點:節(jié)材、高效及零件質(zhì)量高,包括尺寸精度高、表面粗糙度低,可以減少或免去機加工及研磨工序,有時可以省去熱處理。,7,鍛造工藝概述與分類,鍛造的分類 溫鍛簡介 溫鍛是在冷鍛基礎(chǔ)上發(fā)展的一種少無切屑塑性成形工藝。溫度通常在室
3、溫以上、再結(jié)晶溫度以下。 黑色金屬:200850; 有色金屬:室溫350 溫鍛的特點:兼?zhèn)淞死溴懞蜔徨懙膬?yōu)點,同時也減少了它們各自的缺點。 --與冷鍛相比 1溫鍛胚料變形力小,成形容易; 2變形量大,可以減少工序數(shù)目、模具費用和壓力機噸位,模具壽命也比冷鍛高; 3不需要進行胚料預軟化和工序間的退火,這使得連續(xù)生產(chǎn)比冷鍛容易。,8,鋁合金鍛造工藝介紹,以深圳XXX實際鍛造生產(chǎn)工藝為例,流程圖如下: 30-7615-004/005為溫鍛,30-7615-033為冷鍛,材料選擇,算料/下料,加溫,鍛造,T2回火,皮膜軟化,熱處理T4+T6,切邊,粗振/打磨/細振,洗白(酸洗),鍛胚檢驗出
4、貨,,,,冷鍛,,,機加工CNC,振研,拋光,陽極氧化,,機加+表面處理,AL 6061/7075,430,溫鍛,,鍛造,退火,,9,鋁合金鍛造工藝介紹,算料與下料,算料的基本公式:m=V m胚件質(zhì)量;材料密度(查表);V胚料體積 注:1材料過多,造成浪費且加劇模膛磨損和能量消耗; 2材料過少,增加工藝調(diào)整的難度, 增加廢品率。,下料 定義:原材料多為棒材和型材,鍛造前將原材料切斷成所需長度的胚料,稱為下料。 下料設(shè)備及方式:最常用的是剪斷機、壓力機上冷切或熱切、以及鋸床下料。六哥和力野等供應商采用的都是鋸床下料。,10,鋁合金鍛造工藝介紹,算料與下料,下料 鋸床下料的優(yōu)缺點: 1 優(yōu)點:胚
5、料端面平整,垂直度較好,長度尺寸精確 2 缺點:生產(chǎn)率低,工具及鋸口損耗較大 鋸床主要有三種:1往復式鋸床;2圓鋸床;3帶鋸床 XXX采用的是圓鋸床,鋸片規(guī)格為3.4*455*50(厚度*直徑*齒數(shù))以30-7615-004/005為例,胚料下料厚度為36mm,鋸口損失3.6mm,計算下料利用率為90%。 另外,XXX的30-7615-033的下料方式為8mm厚的板材沖壓。一般來說,胚料厚度在12mm以下的下料用板材沖壓,并且使用冷鍛。 注:在鍛造生產(chǎn)中原材料費用一般占生產(chǎn)成本的5070%,節(jié)約材料是降低生產(chǎn)成本的主要手段。因此,盡可能的由切削下料改為剪切或精密剪切下料,推廣帶鋸床。,Ret
6、urn,11,鋁合金鍛造工藝介紹,溫鍛前加溫和冷鍛前皮膜軟化,共同目的:提高金屬塑性,降低變形抗力。,溫鍛前加溫:一般AL6061的推薦加熱溫度為430480,XXX的加熱溫度為380430,冷鍛前皮膜軟化: XXX公司皮膜軟化工藝流程:,Return,12,鋁合金鍛造工藝介紹,鍛造,1. 變形速度和變形程度 鋁合金最適宜在低速壓力機上鍛造。由于鋁合金的外摩擦因數(shù)大、流動性差,若變形速度太快,易使鍛件產(chǎn)生起皮、折疊、晶粒結(jié)構(gòu)不均勻和開裂等缺陷。 鋁合金變形的臨界程度為1215%,為避免形成粗晶,變形程度應控制在小于或大于1215%。,2. 合理選取分模面 若分模面不合理,易使鍛件的流線紊亂,切
7、除毛邊后流線末端外露,且更易在分模面處產(chǎn)生穿流、穿肋裂紋等缺陷,從而降低鍛件的疲勞強度和抗應力腐蝕能力。,13,鋁合金鍛造工藝介紹,鍛造,a)所示的分模面,以反擠法成形,流線沿著鍛件的外形分布,是理想的; b)所示的分模面,以壓入法成形,在內(nèi)圓角處容易形成折疊、穿流以及不均勻的晶粒結(jié)構(gòu),是不好的。,14,鋁合金鍛造工藝介紹,鍛造,3. 模鍛斜度通常為7,在有頂出裝置下,也可采用15,4. 圓角半徑設(shè)計 在允許的條件下盡量加大圓角半徑,小圓角半徑不僅使金屬流動困難、纖維折斷,而且會使鍛件產(chǎn)生折疊和裂紋。,5. 模鍛時的潤滑 作用:可以改善金屬流動,避免粘模,減少鍛件表面缺陷; 溫鍛常用的潤滑
8、劑是:水基石墨(石墨+水載體) 冷鍛時一般不加潤滑劑,鍛前鋁皮膜軟化處理。 石墨潤滑的缺點:石墨殘留物不易去除,嵌入鍛件表面可能引起污點、麻坑和腐蝕,因此鍛后必須進行表面清理。 加潤滑劑的方式:使用噴霧方法直接噴到鍛模表面,Return,15,鋁合金鍛造工藝介紹,熱處理T4+T6,此鋁合金熱處理為:淬火+人工時效 目的:提高強度,保證良好的綜合性能 T4/T6工藝流程: 1將鍛胚放入T4 爐內(nèi),升溫至540,保溫2.5H,水冷 2將T4完成的鍛胚從水池中取出 3放入T6爐內(nèi),升溫至185,保溫5H 熱處理完成后,硬度達到HRF8696(HRB5056).,Return,鋁合金熱處理常識
9、: 對于不能熱處理強化的鋁合金,如純鋁和防銹鋁,只進行退火處理; 對可熱處理強化的鋁合金,如硬鋁、鍛鋁(60617075等)和超硬鋁,淬火時效為最終的熱處理形式。,16,鋁合金鍛造工藝介紹,切邊和沖孔,在開式模鍛時,沿分模面的周圍有一圈厚度為幾毫米的毛邊(飛邊),這毛邊要在專門的壓力機和切邊模上切除,這個工序叫切邊。(圖a),鍛件上的通孔,一般是在鍛模內(nèi)壓出帶連皮的盲孔,然后在沖孔模上沖去連皮,叫沖孔(圖b),鍛件毛邊一般在12mm,17,鋁合金鍛造工藝介紹,切邊,切邊前,切邊后,,18,鋁合金鍛造工藝介紹,切邊,切邊前,,切邊后(一沖),精沖后(二沖),,19,鋁合金鍛造工藝介紹,切邊和沖孔
10、,切邊與沖孔分為熱切、冷切和熱沖、冷沖兩種 熱切和熱沖是在模鍛后利用余熱立即進行,凸、凹模須按照熱鍛件尺寸配置,沖切力小,切口不易產(chǎn)生裂紋。 冷切和冷沖是鍛件在室溫下冷卻后進行的,凸、凹模須按照冷鍛件尺寸配置,沖切力大,切口易產(chǎn)生裂紋。 采用冷切和冷沖生產(chǎn)的鍛件,鋁合金(超硬鋁除外),如鍛件尺寸不大,一般應在冷態(tài)下沖切;叉形鍛件,由于叉口內(nèi)毛刺不易打磨,最好用冷切。,20,鋁合金鍛造工藝介紹,切邊和沖孔,切邊模和沖孔模的主要部件是凸模和凹模 切邊時鍛件放在凹模刃口上,在凸模推壓下,鍛件的飛邊背凹模的刃口剪切,由于凸、凹模之間有間隙,所以在剪切過程中鍛件有彎曲、拉伸現(xiàn)象。 切邊時,凸模起推壓作用,凹模刃口起剪切作用。而沖孔的情況正好相反,凹模起支承鍛件作用,凸模刃口起剪切作用。,Return,21,鋁合金鍛造工藝介紹,光飾處理粗振/打磨/細振,目的: 表面光整,去毛刺、倒圓角、光亮拋光、去除合模線。 粗振:用震動桶粗振,時間2.5h 打磨:用尼龍輪打磨鍛件合模線處,打磨時尺寸難控制,需要注意重點尺寸的打磨程度 細振:用震動桶細振,時間0.5h左右,Return,22,END!Thanks!,