固态论文关于一种半固态成型技术应用论文范文参考资料

固态论文关于一种半固态成型技术应用论文范文参考资料 赵 炎 （太重（天津）滨海重型机械有限公司技术中心，天津300452) 摘要：文章介绍了半固态成型技术的、国内外发展情况、技术优势、工艺原理和主要工艺流程，对铝合金轮毂成型生产线上的定量保温炉、溜槽摆动装置、模具、取料机器人等关键设备和速度控制、温度控制等挤压成型关键技术进行了介绍，并对铝合金轮毂挤压成型技术的发展趋势做出了展望。 关键词：铝合金轮毂：半固态挤压：工艺流程：关键技术 ：TG249.2+6 文献标志码.A DOI：10.3 969/j.issn.1674-9146.xx.08.096 近年来，随着现代化水平的不断提高，我国制造业也在飞速发展，尤其汽车、机械等行业。目前，安全、舒适、节能已经成为汽车绿色产业发展的新趋势。铝合金具有其他材料无法替代的优良性能，密度约为钢铁的1/3，质轻，可降低油耗，有利于环保：铝合金添加有多种金属元素，具有较好的强度和硬度，抗冲击，更加安全：铝合金零件回收利用率高。这些特点使铝合金成为应用最为广泛的汽车工业轻量化材料，半固态成型的铝合金件己大量用于汽车零件上【1-4】，铝合金轮毂挤压成型技术已成为轻量化的关键技术。 1半固态挤压成型技术 2半固态挤压成型工艺原理 半固态成型技术是利用半固态浆料的自然流变特性在重力作用下充填模型，并利用挤压机构对型腔内的半固态浆料施加压力直接获得制件或毛坯的一种新型金属成型技术。它具有液态金属利用率高、工序简单、制件质量稳定等优点，是一种节能型的、具有极大潜在应用前景的成型技术。目前，国内某些厂商己成功将半固态挤压成型技术应用到汽车轮毂的生产制造中，经济效益显著，极大地提高了产品市场竞争力。 该生产线结构先进、精度高，产品性能规格达到了国际领先水平。决定产品质量的关键取决于本体结构中的先进成型设备和工艺，其工艺过程见图1。首先，定量保温炉通过溜槽摆动装置向模具中倾倒一定量的铝液，上模具快速下行，在到达预设定的快转慢位置后，上模具慢速下行：在往下到达设定位置1，即上模具刚接触铝液，开始保压：再慢速下行，到达设定的位置2后，快速加压：到达设定位置3，慢速加压：延时t0后，主缸开始泄压，延时t1，后，下顶料缸大腔加压，延时t2后，上打料缸大腔加压：接下来下顶出缸上升，上模具回程，下顶出缸到达上限位，上模具回至上停止位：下顶出缸开始回程：上打料缸开始打料：铝合金轮毂毛坯成型。 国内现有的几条铝合金轮毂半固态挤压成型生产线中，除了锻造成型液压机本体外，还包括液压传动与控制系统、机械化辅助设备、自动检测和控制装置和电气控制系统等一整套设备。 3铝合金轮毂挤压成型工艺主要设备 3.1定量保温炉 铝合金轮毂挤压成型所需的加热炉为定量保温炉，国内至今尚无稳定成熟的产品，由国外某一热能设备有限公司提供。铝合金定量浇注炉为非坩埚炉，包括钢壳、耐火衬、安装单元、加料装置、清理门、底架和开关柜，为电阻加热，有定量系统。定量铝液通过深入铝液的升液管完成。定量软件采用压力与时间的函数曲线控制气体压力。 3.2溜槽摆动装置 溜槽摆动装置用于将从定量保温炉排出的铝液输送流至模具中，由旋转电机、升降气缸和固定支架等组成。为满足生产工艺要求，溜槽初始位为远离模具中心。挤压成型过程中，为防止摆入挤压中心触碰模具外缘，溜槽必须由升降气缸带动提升到相应高度：待充液完成后伺服电机带动小齿轮旋转，啮合大齿轮带动固定支架使溜槽回到原位。考虑到注入模具的高温铝液，溜槽部分与铝液接触的材料选用RFMFS。 3.3取料机器人 由于轮毂成型现场属于铸造环境，整体工况比较恶劣，属于高温、腐蚀气体环境，一些工艺步骤需要机器人代替。机器人外露线缆采用耐高温防护，机器人本体采用油漆耐腐蚀防护等一系列措施。取料机器人操作工序为：一是当压铸机开模后，机器人进入模内抓取工件，当夹爪夹紧工件后，压铸机顶杆顶出，推动产品脱模，机器人在整个过程中起到承接产品的作用：二是机器人抓取产品移出模内区域放在冷却槽中冷却，待工件冷却完毕后将工件放在暂存架上：三是机器人通过夹具自动快速更换去飞边夹具，然后再次抓取工件移动到去飞边系统去除飞边：四是待飞边去除后，机器人将夹具再次切换回取件夹具，回到机边待机。典型的铝合金轮毂成型生产线及主要设备见图2、图3。 4铝合金轮毂挤压成型工艺关键技术 4.1 原料制备 半固态铝合金浆料的制备是整个技术的核心与基础。其流变性能决定流变成型的效果，同时也决定了半固态挤压成型的效果。半固态铝合金浆料的制备技术分为两类：液相过程和固相过程。在铝合金凝固过程中采用快速搅拌，破坏固相枝晶，得到非枝晶半固体金属浆料是比较实用的技术。 4.2速度控制 在挤压成型生产中，控制挤压速度对铝合金轮毂成型及材料组织性能有着重要影响。挤压速度越大，在满足成型件强度性能条件下，材料变形抗力会增加。尽量降低挤压速度可提高模具寿命，降低生产成本。采用通过伺服阀精确调节可以实现压机主系统及各机构运行速度的预设、调整和控制。 4.3温度控制 1)定量保温炉里铝合金浆液的温度，会影响成型轮毂的组织均匀化和致密性。实际生产过程中，铝合金铝液从保温炉流入模具中需要一段时间，因此，要避免氧化、过烧等缺陷的产生，定量保温炉设定的温度应稍高于挤压成型的开始温度。炉体上安装有温度控制装置，38 cm触摸屏可精确控制炉内温度精度2。 2)挤压成型初始温度。温度越高，材料成型性能越好，变形抗力越小，故适当提高铝液初始温度，有利于工件成型，减少后续工序，节约成本。 5结论与展望 1)半固态成型具有独特的优点：成型零件组织均匀，缺陷发生率低，生产效率高，模具寿命长，可适应多种材料的生产，且节约能源，被专家称为21世纪新兴的金属制造关键技术之一。目前，半固态成型工艺日趋产业化，汽车工业也越来越多地应用半固态成型技术生产零件，既满足车身强度和安全要求，又能实现节能环保及车身