锻件的制造是许多不同行业机器零件的重要毛坯来源。铝合金的生产速度仅次于钢,是最常用的有色金属之一。锻造铝合金有几个好处。铝合金在锻造过程中,金属结构发生改变,可大大提高材料的性能。这里我们谈谈铝合金锻造工艺性能的特点。

在铝合金上使用锻造方法
制造锻件是制造业的重要组成部分。锻造也经常使用铝合金。在一定程度上,低碳钢可以锻造,铝合金也可以。锻件等安全部件的大规模生产使良好的铝合金材料内部质量变得至关重要。

合金熔炼、铸造、挤压、锻造、热处理和机械加工是锻造铝合金零件的典型关键生产工艺。合金制造过程的稳定性要求对各种变量进行严格的管理,包括但不限于:合金冶炼成分比、脱气、过滤、铸造反偏析、挤压工艺质量、锻造(铝合金锻造)金属流线、热处理温度、时间、晶粒尺寸控制、尺寸精度等。


铝合金锻件的特点

1.铝合金锻造变形可能发生的有限温度窗口
大多数铝合金的锻造变形温度在350 - 450摄氏度之间,范围约为100摄氏度。有些合金可以在50到70摄氏度之间变形,锻造操作可以在很短的时间内完成。这可能会在锻造过程中造成严重的并发症。增加锻造温度,预热工具和模具到更高的温度,以及加热毛坯到最高极限温度,将允许更长的锻造时间。


2.易受变化速度的影响
锻造铝合金由于材料对速度变化率的敏感性,需要低转速和匀速的设备。为了避免铸锭的锻造断裂,通常采用挤压、锻造或轧制等方式对钢坯进行低速压应力开孔。在锻造设备的选择上没有太大的回旋余地,铝合金模锻往往需要在液压机或机械压力机上进行,而不是在锻锤式锻造设备上进行。


3.严格的加热和锻造温度规定
由于铝合金锻造变形温度范围有限,必须通过将材料加热到最大允许变形温度来最大化锻造作业时间,这就需要使用高精度加热炉和温控装置。

在开花后,大多数铝合金都具有很高的塑性,这使它们抗锻造和开裂。然而,在整个锻造过程中应避免明显的变形,以防止过度溢流,这可能会对锻件的结构和性能产生负面影响。如果忽略了这个过程,就必须使用高速锻造(例如用锻造锤)和大量变形。在锻件中,由于大量变形能转化为热能而引起的过热,可能导致锻件的结构和性能不合格。


4.高导热系数
铝合金和钢之间的导热系数增加了三到四倍。坯料可以在高温炉中加热而无需预热,这是一个优点。然而,这种方法也有一些缺点,包括由于锻件内外温差大而造成的不均匀变形,这很容易导致局部临界变形,最终在锻件表面产生粗晶粒。坯料表面散热快、摩擦大,内外两层变形不均匀,进入临界变形区,可能是大多数铝合金,特别是具有挤压作用的铝锰合金,挤压棒材表面普遍出现粗晶环的原因。模具和任何可能接触到工件的工具必须加热到300°C或更高,以避免过多的热损失。


5.摩擦系数高,流动性低
铝合金与钢模具的摩擦系数大,变形时流动性低,锻造时难以填满模具槽。经常需要增加校准工具的工作步长、模具和圆角半径。


6.强烈的坚持
铝合金的粘度相当高。在高变形量锻件中,坯料与模具的粘接是常见的,但可能导致锻件起皮、翘曲和模具磨损等故障。如果损坏太大,锻件和模具将被扔掉。


7.对开裂的敏感性高
铝合金的裂纹很容易看到和听到。如果锻件在锻造过程中产生的裂纹没有及时清理,必须报废,因为裂纹在连续锻造过程中会迅速发展。

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