[发明专利]金属合金触变塑性成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属合金成形方法，尤其涉及一种金属合金触变塑性成形方法。

背景技术

半固态成型技术是继液态成型技术和固态成型技术发展起来的一种全新的成型技术。与前两种常用的成型技术相比，其主要的区别在于将预制的具有非枝晶组织的半固态浆料注入模具，在压力作用下凝固成型。这种成型的优点在于制品组织致密、铸造或锻造等缺陷减少，综合力学性能大幅度提升。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种金属合金触变塑性成形方法，扩大了复杂成形件的范围，可实现近终成形，显著减少工艺环节，加工成本低，锻造耗能低，切削量少，材料利用率高等，是一种较为理想的半固态成形技术制备镁及其复合材料零件的方法。

本发明是这样来实现的，方法步骤为：将金属合金进行等温热处理，得到具有固相分数为80%～95%的半固态坯料，并加工成同模具型腔具有相同体积的坯料，然后模具预热至180℃～250℃后，在模腔内喷涂石墨以便脱模，将上述半固态坯料在530℃～560℃保温10min～15min后放入预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。

本发明的技术效果是：采用触变塑性成形技术进行零件的成形，不仅扩大了半固态技术的应用领域，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。

附图说明

图1为本发明选用零件图的侧视图。

图2为本发明选用零件图的主视图。

图3为本发明采用触变塑性成形获得的齿轮制件。

具体实施方式

实施实例1：将金属合金进行等温热处理，得到具有固相分数为85%的半固态坯料，并进行机械加工，尺寸为Φ50×17.5mm。模具预热至185℃后，在模腔内喷涂石墨以便脱模。将上述半固态坯料在535℃保温10min后放入预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。

实施实例2：将金属合金进行等温热处理，得到具有固相分数为90%的半固态坯料，并进行机械加工，尺寸为Φ50×17.5mm。模具预热至205℃后，在模腔内喷涂石墨以便脱模。将上述半固态坯料在545℃保温13min后放入预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。

实施实例3：将金属合金进行等温热处理，得到具有固相分数为94%的半固态坯料，并进行机械加工，尺寸为Φ50×17.5mm。模具预热至235℃后，在模腔内喷涂石墨以便脱模。将上述半固态坯料在555℃保温15min后放入预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。

图1、图2为本发明选用的零件CAD图，从图中可以看出零件结构复杂，圆周表面上需要成形9个9mm高凸爪，中心为圆台和内六角孔，要求锻造后要求表面无明显缺陷，且凸齿部分成形完整。

图3为本发明采用触变塑性成形获得的齿轮制件，可以看到零件表面光滑平整，无开裂，成形困难的凸齿部分成形完整，齿形清晰。触变塑性成形时因坯料含有少量液相，晶粒相互接触时起到一定润滑作用，变形以颗粒滑动及颗粒塑性变形为主导变形机制，变形抗力主要为克服颗粒滑动及颗粒塑性变形，因而半固态坯料变形时产生的抗力大大降低。

综上所述，从图中可以看出，采用触变塑性成形获得的齿轮制件，零件表面光滑平整，无开裂，成形困难的凸齿部分成形完整，齿形清晰。因此，采用半固态触变塑性成形技术进行零件的成形，不仅扩大了半固态技术的应用领域，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。