半固態(tài)鋁合金流變成形技術及設備
在傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形技術中,電磁攪拌和電磁感應重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高,半固態(tài)坯料的液相分數(shù)不能太高,成形非常復雜零件毛坯時遇到困難,而且坯料的鋸屑、坯料重熔加熱時的流失金屬、澆注系統(tǒng)和廢品不能馬上回用,增加了觸變成形的生產(chǎn)成本。因此,如何進一步降低生產(chǎn)成本成為當今半固態(tài)鋁合金成形技術應用的最重要的主題。 在國家九五、十五和十一五“863”高技術發(fā)展計劃的支持下,我校研制開發(fā)的先進鋁合金半固態(tài)流變成形技術已經(jīng)成熟,成功地流變成形了汽車零件,如圖1所示。與一般半固態(tài)鋁合金觸變成形相比,該半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短,設備投資也將大幅度減少,半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。目前,該項目已經(jīng)通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。 由于半固態(tài)鋁合金流變成形不易發(fā)生噴濺、裹氣少、凝固收縮小,流變成形的零件毛坯致密,能夠熱處理強化,因此采用本半固態(tài)流變成形技術成型的鋁合金零件的力學性能遠遠超過鋁合金壓鑄件的力學性能,滿足國家技術標準。而且,流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析,力學性能更均勻;可以實現(xiàn)近終化成形,大為減少機加工量,降低加工成本;易于實現(xiàn)機械化或自動化操作,生產(chǎn)效率高;減輕了模具的熱沖擊,提高了模具的壽命。該技術具有電磁攪拌和均熱能耗低,漿料表面氧化程度輕,輸送方便,漿料的固相分數(shù)可以靈活控制,便于成形各種復雜零件,而且半固態(tài)鋁合金漿料流變成形后的澆注系統(tǒng)、廢品將直接在本車間回用,降低原料成本。與傳統(tǒng)的半固態(tài)鋁合金觸變成形相比,半固態(tài)鋁合金流變成形的生產(chǎn)工藝流程大大縮短,設備投資也將大幅度減少,半固態(tài)流變成形零件的生產(chǎn)成本將會明顯降低。 該技術以北京科技大學擁有的中國發(fā)明專利00 1 09540.4為支撐,具有原創(chuàng)性及完全的知識產(chǎn)權。 目前,鋁合金半固態(tài)流變成形應用主要集中在汽車零件和耐壓閥體等零件,如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等,也可以應用于其他要求較高的零件毛坯,如航空、航天、摩托車和電子行業(yè)的鋁合金零件等。鋁合金半固態(tài)流變成形零件毛坯不但具有優(yōu)良的力學性能。
北京科技大學
2021-04-11