东北大液固一体化成形技术课件01绪论

液固一体化成形技术赵志浩第1章绪论1.1金属材料加工分类

材料成形技术的应用背景板料成形Sheet-MetalFormingProcesses1应用背景铸造Casting焊接Welding锻造Forging非金属材料成形不同类型加工方式的组合一、金属的成形（成型）方法

焊接金属坯料机械加工焊接凝固成形塑性成形重力铸造差压铸造离心铸造压力铸造体积成形板材成形锻造挤压轧制粉末冲压旋压电磁内高压自由锻模锻砂型金属型熔模金属的成形（成型）方法

压力铸造设备及成形示意图金属的成形（成型）方法

离心铸造设备及成形示意图金属的成形（成型）方法

差压铸造设备及成形示意图铸造成形方法铸造成形能够成型较复杂形状的零件适用于流动性好的金属材料零件内部易产生缩孔、疏松等缺陷，一般不能热处理，强度、塑性低成本低机械加工有切削，材料有损耗

材料加工工程通常指金属通过液态流动成型或通过固态塑性变形获得近净金属零件的成形（成型）方法，即铸、锻、焊，特点少无切削。塑性成形方法塑性成形方法优点零件组织致密，强度、塑性高高质量的零件表面和尺寸精度缺点不能成形较复杂外形状的零件受施压和取件的约束，只能成形与施压方向一致，简单形状的内孔，不能成形零件的侧内孔相对铸造成型，成本较高金属体积成形方法分类什么是液固一体化成形？F:\iKobulGJeZvffTOuF5lOO5.mp4什么是液固一体化成形？

液固成形的科学含义是利用金属材料从液态到固态，或从液态向固态的转换过程中具有的液—固特性所实现的加工。

该技术融合了金属液态成形（如铸造）与固态压力成形（如锻造）的优点，在产品质量、生产成本及低能耗等方面都显示出很大优势。由于涉及材料热物理性质、压力下液固相变和塑形变形等诸多方面，其理论和技术不同于传统的铸造、锻造和挤压等方法。

金属材料成形发展路线液相线以上：铸造液相线以下：锻造（塑性成形）

金属材料成形发展的趋势：精密、高效、低耗金属材料加工链金属加工链的物理意义：1、铸锻融合，必须是液固成形环节相连接，只有在液固成形区内，才有可能认定凝固与塑性变形共存，即在流动填充中凝固，在凝固中塑性变形，从而建立固液成形理论，由此发展了铸锻共生理论。2、铸锻合并应该说不是1+1=2的简单混合，而应该是1+1>2的融合，使材料成形体现液、液固和固三种状态加工的科学组合，成为一个完整的加工体系。3、从成形上看，绝大部分合金材料在不同温度下，可能处于三种状态，因此，材料成形方法中，最基础的是铸、锻，而液固成形也应是基础的一种补充，成为材料加工不可缺的一环，三环相扣，即构成一个完整的加工链。铸造环液固环锻造环液固一体化成形工艺特点

液固成形被公认为是颇具发展前景的节能降耗新技术，其主要特点如下：

(1)金属在压力下结晶凝固，可以消除其内部缺陷，改善材料性能。

(2)金属在半固态产生塑性变形，可以细化晶粒，诱导纤维定向分布，从而提高制件性能。

(3)金属在液固态时成形，变形力远小于热加工，能耗小，有利于节能减排。

(4)可由液态金属一次成形管、棒、板、型材类制件，无需二次变形，成本低，适应性广。1．2液固成形的工艺构成高压凝固成形液态模锻、液态挤压、液态轧制半固态成形流变成形、触变成形精确成形在一个成形过程中先铸，使其精确填充，后锻，使其精确控形1.3液固成形技术研究现状及发展趋势

液固成形技术研究现状

1937年，苏联学者在改进压铸工艺的基础上提出了液态模锻。

20世纪60年代，苏联有150多家工厂采用液态模锻工艺进行生产，到70年代增至1500多家。美国对液态模锻工艺的研究虽然起步较晚，但到20世纪90年代初期，已拥有包括合模系统、施压系统、自动真空浇注系统在内的全自动液态模锻液压机。

我国对液态模锻工艺的研究起步较早，始于20世纪六七十年代；液态模锻：工艺首先在部分军工产品中得到应用，如气密性仪表铝件、铝活塞、阀体、铜轴瓦等产品；

20世纪90年代以来，液态模锻工艺有了长足的进步。新型液态模锻工艺具备自动保护浇注系统，可用于生产镁合金轮毂等制件，不仅工艺收得率和成品率理想，而且生产效率高。此外，还出现了多种复合工艺，如将液态模锻与真空压铸复合，可制备无缺陷的高质量制件。

与液态模锻工艺相关的其他液固高压成形工艺也层出不穷，且相互渗透、优势互补：1986年提出了液态挤压新工艺；将液态模锻与液态金属浸渗工艺相复合用于制备金属基复合材料；液固成形技术发展趋势

1.大吨位、先进液固高压成形设备的开发2．新型液固高压成形工艺的开发3．提高制件性能和近净成形制件(构件)的精度4.开发多场耦合的有限元模型及相关算法5．黑色金属液固高压成形

6．进一步完善液