[发明专利]一种变形铝合金复杂壳体件半固态触变挤压装置及其使用方法

说明书

一种变形铝合金复杂壳体件半固态触变挤压装置及其使用方法，涉及一种变形铝合金的半固态触变挤压装置及其使用方法。本发明是为了解决目前变形铝合金复杂壳体件的制造方法工序复杂、材料利用率低的技术问题。本发明是由模板、凹模、顶杆、凸模、凸模固定套和环形加热器组成；凸模与凹模合模配合时凸模深入凹模的深度为30mm。本发明的装置的使用方法：一：定量分割成坯料；二：与液压机固定安装；三：加热凸模和凹模；四：加热至半固态温度；五：运输至凹模的型腔内；六：合模；七：在线水淬；八：脱模，空冷至室温；九：热处理后水淬后，自然时效。本发明提出的装置结构简单，大幅度提升了材料利用率和近净成形程度。

技术领域

发明涉及一种变形铝合金的半固态触变挤压装置及其使用方法。

背景技术

工业生产中有很多复杂形状的变形铝合金壳体零件。这些零件不仅具有非常复杂的形状，而且较高的力学性能要求，所以对制造方法要求非常苛刻。利用传统的铸造成型虽然可以成形出复杂的形状，但是由于变形铝合金合金元素较多，其热烈倾向较大，所以在铸造过程中往往会产生热裂纹，从而影响其成形过程。而且，铸造成型零件的微观组织一般是粗大的树枝晶组成且存在缩孔、缩松等铸造缺陷，所以其成型零件的力学性能也较低，不能满足这类零件对力学性能的要求。某些复杂变形铝合金壳体零件厚度不均匀，具有薄壁、厚壁、凹陷、突起和加强筋等部分，其形状非常复杂。这类零件的制造方法一般为锻坯下料后机械加工和热锻造半成品坯料后机械加工。锻坯下料后机械加工的方法对于复杂形状壳体零件而言，其加工工序复杂，材料利用率仅为20％左右，零件制造成本高。而对于采用热锻造制造半成品的方法而言，由于壳体零件形状非常复杂，其凹陷、薄壁和加强筋部分难以成形，所以不得不采取增加锻造余块，增大加工余量，增大圆角半径和拔模斜度等措施，从而简化锻件形状。这使得锻件的材料利用率也仅为30％左右。而且还需要制坯和预锻模具和工步，工艺非常复杂。所以如何简化工艺流程、提高材料利用率、降低零件成形成本是此类零件成形的发展方向。

半固态触变成形技术就是一种变形铝合金精密近净成形技术。它与常规热锻造技术相比，它具有材料变形抗力低、易成形复杂件的优点。与铸造相比，半固态触变成形技术具有成形零件微观组织致密力学性能高、模具寿命高的优势。半固态触变成形技术是对近球状晶和围绕其周围液相组成的半固态浆料利用锻造或者挤压工艺成形产品的工艺过程。由于半固态浆料是由近球状晶和围绕其周围液相组成，所以其变形抗力较低，流动性较好，特别容易充填模具型腔。这对于成形形状复杂的变形铝合金结构件是非常有利的。利用半固态触变挤压成形技术成形形状复杂的变形铝合金壳体零件，能够发挥半固态成形具有低变形抗力、易充填模具型腔的优势，完成变形铝合金复杂壳体零件的成形。而且，还能借助固相晶粒本身产生的塑性变形和半固态浆料的层流优势增加成形产品的致密程度，从而提升成形壳体零件的力学性能。这是变形铝合金复杂壳体零件控形和控性的双重优势的体现。

发明内容

本发明是为了解决目前变形铝合金复杂壳体件的制造方法工序复杂、材料利用率低、零件制造成本高的技术问题，而提供一种变形铝合金复杂壳体件半固态触变挤压装置及其使用方法。

本发明的一种变形铝合金复杂壳体件半固态触变挤压装置是由螺栓1、下模板2、凹模3、顶杆4、上模板5、凸模6、凸模固定套8和环形加热器7组成；

所述的下模板2为一个长方形板，所述的长方形板中面积较大的面的中心处设置一个长方形的通孔2-2，在长方形的通孔2-2的两个较长边的外侧沿着与两个较长边平行的方向分别均匀布置5个圆形通孔2-3；所述的长方形板中面积较大的面上在两个较长边上各设置2个U形通孔2-1；

所述的上模板5为一个长方形板，所述的长方形板中面积较大的面上在两个较长边上各设置2个U形通孔5-1；在长方形板中面积较大的面上靠近四个边各设置一个圆形通孔5-2；

环形加热器7是一个中间空心的圆环形状加热器；

凸模固定套8是一个台阶式的环形板，台阶的下层8-2在环形板的内部，台阶的上层8-1的上表面上均匀布置4个通孔8-3；