7A04铝合金机匣工艺研究与应用
《2024年7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，轻量化、高强度和高性能的轮毂材料成为了行业研究的热点。
7A04高强铝合金因其出色的机械性能和良好的加工性能，在轮毂制造领域得到了广泛应用。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺，通过优化工艺参数，提高轮毂的性能和质量。
二、材料与设备本文研究的对象为7A04高强铝合金，该合金具有较高的强度、良好的塑性和抗腐蚀性能。
锻造设备主要包括锻压机、加热炉、模具等。
其中，锻压机用于提供锻造所需的压力，加热炉用于加热铝合金材料，模具则用于成形轮毂。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括材料准备、加热、锻造、冷却和后处理等步骤。
1. 材料准备：选择合适的7A04高强铝合金材料，进行预处理，如去除杂质、调整成分等。
2. 加热：将预处理后的材料放入加热炉中，加热至锻造温度。
加热过程中需控制温度和加热速度，避免材料过热或过烧。
3. 锻造：将加热后的材料放入锻压机中，进行锻造。
锻造过程中需控制锻造压力、锻造速度和锻造比等参数，以保证轮毂的成形质量和性能。
4. 冷却：锻造完成后，需要对轮毂进行冷却，以使其迅速固化。
冷却过程中需控制冷却速度和冷却介质，避免轮毂产生裂纹或变形。
5. 后处理：冷却后的轮毂需进行后处理，如清理表面、进行机械加工等，以提高轮毂的表面质量和精度。
四、工艺参数优化为提高7A04高强铝合金轮毂的成形质量和性能，需要对锻造成形工艺参数进行优化。
主要优化的参数包括锻造温度、锻造压力、锻造速度和锻造比等。
通过实验和数值模拟等方法，研究这些参数对轮毂成形质量和性能的影响规律，确定最佳工艺参数组合。
五、实验结果与分析通过实验和数值模拟等方法，对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究。
实验结果表明，在合适的工艺参数下，可以获得具有较高强度、良好塑性和抗腐蚀性能的轮毂。
同时，通过对工艺参数的优化，可以提高轮毂的成形质量和生产效率。
《2024年7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轮毂作为汽车的重要部件，其性能和制造工艺日益受到关注。
7A04高强铝合金因其优良的机械性能和抗腐蚀性能，被广泛应用于汽车轮毂的制造。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺，以提高轮毂的制造质量和生产效率。
二、7A04高强铝合金概述7A04高强铝合金是一种铝-锌-镁系合金，具有较高的强度、良好的塑性和抗腐蚀性。
其合金元素的比例和含量对轮毂的性能具有重要影响。
在轮毂制造过程中，7A04高强铝合金的锻造成形工艺是关键环节之一。
三、锻造成形工艺研究1. 材料准备首先，选择优质的7A04高强铝合金材料，进行化学成分分析和机械性能测试，确保材料符合制造要求。
然后，对材料进行预处理，包括加热、均匀化处理等，以提高材料的可塑性。
2. 锻造设备与模具选择合适的锻造设备和模具是锻造成形工艺的关键。
设备应具备足够的压力和温度控制能力，以满足轮毂锻造的要求。
模具的设计和制造应考虑轮毂的形状、尺寸和精度要求，确保锻造过程中轮毂的形状和尺寸精度。
3. 锻造过程锻造过程包括加热、锻打、冷却等步骤。
首先，将7A04高强铝合金材料加热至适当的温度，以降低材料的塑性变形抗力。
然后，通过锻打的方式使材料发生塑性变形，形成所需的轮毂形状。
最后，进行冷却处理，使轮毂的内部组织得到充分稳定。
4. 工艺参数优化在锻造过程中，应优化工艺参数，包括加热温度、锻打速度、冷却方式等。
通过实验和仿真分析，确定最佳的工艺参数组合，以提高轮毂的制造质量和生产效率。
同时，要关注模具的使用和维护，以延长模具的使用寿命。
四、研究结果与分析通过对7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺的研究，我们得到了以下结果：1. 优化了材料准备过程，提高了材料的可塑性；2. 选择了合适的锻造设备和模具，提高了轮毂的形状和尺寸精度；3. 通过优化工艺参数，提高了轮毂的制造质量和生产效率；4. 分析了锻造过程中可能出现的缺陷和问题，提出了相应的解决措施。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轮毂作为汽车的重要部件，其性能和制造工艺直接影响到汽车的行驶安全与稳定性。
近年来，7A04高强铝合金以其良好的加工性能和较高的抗腐蚀能力在汽车轮毂制造领域得到了广泛应用。
本文将重点研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺，分析其制造过程中的关键技术及优化措施，以期为相关行业提供一定的理论和实践指导。
二、7A04高强铝合金概述7A04高强铝合金是一种典型的铝合金材料，具有优良的力学性能和加工性能。
该合金中主要元素包括铝、铜、镁等，通过合理的合金化处理和热处理工艺，可获得较高的强度和抗腐蚀性能。
在汽车轮毂制造领域，7A04高强铝合金因其良好的可塑性和抗疲劳性能得到了广泛应用。
三、锻造成形工艺研究1. 材料准备与预处理在开始锻造前，需对7A04高强铝合金进行严格的材料准备和预处理。
首先，需对原材料进行严格的化学成分检测和物理性能测试，确保其符合相关标准。
其次，对原材料进行预处理，包括去除表面杂质、清洗等，以保证锻造过程中材料的纯净度。
2. 锻造设备与模具设计选择合适的锻造设备和模具是锻造成形工艺的关键。
根据轮毂的形状和尺寸要求，设计合理的模具结构，确保在锻造过程中能够获得理想的轮毂形状和尺寸精度。
同时，选择合适的锻造设备，如液压机、机械压力机等，以满足轮毂锻造过程中的压力和温度要求。
3. 锻造过程与控制在锻造过程中，需严格控制温度、压力和时间等参数。
首先，将预处理后的材料加热至适当的温度范围，以降低材料的塑性变形抗力。
其次，在设定的压力下进行锻造，通过多次锻打和整形，使材料逐渐成形为所需的轮毂形状。
最后，对锻造过程中的温度、压力和时间进行实时监控和调整，以确保轮毂的成形质量和性能。
四、关键技术及优化措施1. 合金成分优化通过对7A04高强铝合金的合金成分进行优化，可以进一步提高其力学性能和抗腐蚀性能。
通过调整合金中各元素的含量比例，以及采用先进的合金化处理技术，可以提高材料的强度、硬度、延展性和抗疲劳性能。
《2024年7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轮毂作为汽车的重要组成部分，其性能和质量对汽车的行驶安全和舒适性有着重要的影响。
7A04高强铝合金因其优异的力学性能、良好的加工性能以及较高的抗腐蚀性，在轮毂制造领域得到了广泛的应用。
因此，对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究，不仅有助于提高轮毂的生产效率和质量，也对推动汽车工业的持续发展具有重要的意义。
二、7A04高强铝合金的特性7A04高强铝合金是一种常用的轮毂制造材料，其具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和优良的加工性能。
在高温下具有良好的热稳定性和抗蠕变性，能够在高温和复杂的环境中保持其力学性能。
此外，其优良的塑性和韧性也使得其能够通过锻造工艺制成形状复杂的轮毂。
三、锻造成形工艺流程7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括原材料准备、加热、锻造、冷却和后处理等步骤。
1. 原材料准备：选择优质的7A04高强铝合金作为原材料，进行切料、铣削等预处理，为后续的锻造工艺做好准备。
2. 加热：将原材料加热至适当的温度，以降低材料的变形抗力，提高其塑性和可锻性。
3. 锻造：采用模锻、挤压等工艺方法对加热后的材料进行锻造，使其达到所需的形状和尺寸。
4. 冷却：锻造完成后，采用适当的冷却方式对工件进行冷却，以保持其组织和性能的稳定性。
5. 后处理：对锻造后的工件进行表面处理、机械加工等后处理工艺，以提高其表面质量和尺寸精度。
四、锻造成形工艺的关键技术1. 加热温度控制：加热温度是影响7A04高强铝合金锻造成形质量的重要因素。
过高的温度可能导致材料过烧，过低的温度则可能使材料变形抗力增大，影响锻造效果。
因此，需要严格控制加热温度。
2. 锻造力控制：在锻造过程中，需要根据材料的特性和所需的形状尺寸，合理控制锻造力的大小和作用时间。
过大的锻造力可能导致材料破裂，过小的锻造力则可能使材料无法达到所需的形状和尺寸。
3. 模具设计：模具的设计对轮毂的形状、尺寸和性能有着重要的影响。
7A04铝合金棒材力学性能各向异性研究
分类号：TG146 单位代码：10110 学 号：S2*******中 北 大 学硕 士 学 位 论 文7A04铝合金棒材力学性能各向异性研究硕士研究生 孙强指导教师 张治民教授学科专业 材料加工工程2011年06月图书分类号TG146 密级 非密 UDC注1_______________________________________________________________硕 士 学 位 论 文7A04铝合金棒材力学性能各向异性研究孙 强指导教师（姓名、职称） 张治民 教授 申请学位级别 工学硕士 专业名称 材料加工工程 论文提交日期 2011 年 04 月 20 日论文答辩日期 2011 年 06 月 03 日学位授予日期________年______月______日论文评阅人 刘建生教授 张宝红教授 答辩委员会主席 刘建生教授2011年06月原 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名： 日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。
签 名： 日期：导师签名： 日期：7A04铝合金棒材力学性能各向异性研究摘 要超高强度铝合金由于具有质量轻、比强度高、韧性较好、热加工性能好以及可热处理等优良的性能，一直在交通运输、航空航天、节能减排等领域发挥着重要的作用。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轻量化、高强度和高耐久性的轮毂材料已成为市场的重要需求。
7A04高强铝合金以其优良的机械性能、加工性能和抗腐蚀性能，成为制造汽车轮毂的理想材料。
本文针对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行深入研究，探讨其成形过程中的关键技术和影响因素，以提高轮毂的成形质量和生产效率。
二、7A04高强铝合金的特性7A04高强铝合金是一种以铝为基础的合金，通过添加适量的合金元素（如铜、镁、锰等）提高其强度和耐腐蚀性。
该合金具有优良的加工性能、抗腐蚀性能和高强度，广泛应用于航空、航天、汽车等工业领域。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括原材料准备、模具设计、锻造过程和后续处理四个部分。
（一）原材料准备选用合格的7A04高强铝合金锭料，进行熔炼、精炼和均匀化处理，以获得纯净、组织均匀的合金材料。
同时，对材料进行热处理，以提高其成形性能。
（二）模具设计根据轮毂的形状和尺寸要求，设计合理的模具结构。
模具应具有良好的强度、耐磨性和热稳定性，以保证锻造过程的顺利进行。
（三）锻造过程锻造过程包括预处理、成形和后处理三个阶段。
预处理阶段主要对合金材料进行加热和保温，使其达到理想的锻造温度。
成形阶段通过模具将材料锻造成预定形状的轮毂。
后处理阶段包括冷却、去毛刺和热处理等工艺，以提高轮毂的机械性能和表面质量。
（四）后续处理对锻造后的轮毂进行表面处理，如喷涂、氧化等，以提高其耐腐蚀性和美观度。
同时，对轮毂进行质量检测，确保其符合设计要求。
四、关键技术和影响因素（一）模具设计及制造技术模具的设计和制造是锻造成形工艺的关键环节。
模具的结构应合理、尺寸应准确，以保证轮毂的成形质量和生产效率。
同时，模具的材料和热处理工艺也应考虑周全，以提高模具的使用寿命和降低制造成本。
（二）锻造温度及变形速率控制锻造温度和变形速率对轮毂的成形质量和机械性能有重要影响。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轮毂作为汽车的重要部件，其性能和制造工艺对汽车的整体性能有着重要的影响。
7A04高强铝合金以其出色的力学性能、抗腐蚀性能以及良好的加工性能，广泛应用于轮毂制造。
因此，研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺，对提升轮毂制造技术和产品质量具有重要意义。
二、7A04高强铝合金的特性和应用7A04高强铝合金是一种铝、锌、镁、铜等元素构成的合金，具有优良的机械性能和抗腐蚀性能，其强度高、塑性好、耐腐蚀。
由于其优秀的物理和化学性能，7A04高强铝合金广泛应用于航空航天、汽车制造等领域，特别是轮毂等重要部件的制造。
三、锻造成形工艺研究（一）材料准备首先，选择优质的7A04高强铝合金原材料，经过严格的检验和测试，确保其符合制造要求。
此外，还需要准备好必要的模具、工具和设备。
（二）锻造工艺流程锻造工艺主要包括坯料加热、锻造变形、热处理等步骤。
在坯料加热阶段，需要控制好加热温度和时间，以避免材料的过热或过烧。
在锻造变形阶段，通过控制模具和压力，使材料发生塑性变形，形成所需的轮毂形状。
在热处理阶段，通过淬火、回火等工艺，进一步提高材料的机械性能和抗腐蚀性能。
（三）工艺参数优化针对7A04高强铝合金的锻造成形工艺，需要进行工艺参数的优化。
主要包括模具设计、锻造温度、锻造压力、热处理工艺等方面的优化。
通过实验和模拟，找出最佳的工艺参数组合，以提高轮毂的成形质量和生产效率。
四、实验与结果分析（一）实验方法采用实验的方法，对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究。
通过改变模具设计、锻造温度、锻造压力等工艺参数，观察轮毂的成形质量和机械性能的变化。
（二）实验结果通过实验，发现当模具设计合理、锻造温度和压力适当时，可以获得成形质量好、机械性能优良的轮毂。
同时，通过优化热处理工艺，可以进一步提高轮毂的抗腐蚀性能。
此外，还发现通过合理的工艺参数组合，可以提高生产效率，降低生产成本。
7A04铝合金热流变成形及其构件疲劳性能预测的研究
7A04铝合金热流变成形及其构件疲劳性能预测的研究采用物理模拟与数值模拟相结合的方法,针对高强度铝合金材料普遍存在的高温塑性成形性能差导致成形件服役性能下降的问题进行了深入的研究。
本论文主要针对国产高强度7A04铝合金材料(Al-Zn-Mg-Cu合金)在热成形过程中的高温流动性能及成形构件疲劳性能两个重要环节开展相关研究：(1)建立了针对不同初始晶粒度的热流变本构方程并将其引入DEFORM-3D仿真,优化了实际成形过程中7A04铝合金零件的模锻工艺；(2)获得了经过多级时效处理后7A04铝合金材料的疲劳S-N曲线,将其引入ANSYS和FE-SAFE进行构件疲劳仿真,预测结果符合该构件的实际疲劳台架试验结果。
本论文的研究成果对提升高强铝合金锻件生产效率和预测其构件疲劳服役性能具有重要指导意义,该成果已经成功应用于高速列车关键零部件国产化工程需求中。
采用物理模拟试验技术通过圆柱体单向热压缩实验获得7A04铝合金高温流变时的应力-应变曲线;获得了7A04铝合金在350℃-450。
C温度区间、应变速率在0.01s-1～10s-1之间条件下稳态流变应力-应变的自然指数形式的本构方程,并将其引入DEFORM-3D对铝合金推杆模锻过程进行了精确模拟；初始晶粒度组织对流变应力本构关系方程具有显著影响：初始组织晶粒越细小,应力对应变速率的敏感性越强,稳态流变激活能越高；随着变形温度的升高与应变速率的降低7A04铝合金动态再结晶软化机制越来越明显,经过挤压变形的7A04铝合金更利于动态再结晶的进行：采用热加工图理论研究了7A04铝合金的热流变成形性能；建立了7A04铝合金的热流变功率耗散效率图和热流变失稳图,获得挤压态7A04铝合金最优热流变成形温度范围：360℃～430℃；基于7A04铝合金零件模锻工艺仿真,通过正交试验方法优化模锻成形温度参数为：坯料预热温度405℃,模具温度100℃。
采用轴向加载和四点弯曲疲劳试验法表征了7A04铝合金推杆材料的疲劳性能,建立了7A04铝合金在50%存活率条件下的Basquin方程,获得了推杆在承受脉动疲劳载荷(FMAX=45kN, FMAX=52kN)工况时的应力分布,采用主应力准则计算了构件的疲劳寿命分布,通过实际构件疲劳台架试验验证了理论计算模型的准确性。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，轮毂作为汽车的重要部件，其性能和制造工艺日益受到关注。
7A04高强铝合金因其优良的机械性能和抗腐蚀性能，在轮毂制造中得到了广泛应用。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺，探讨其工艺流程、参数优化及性能分析，以期为轮毂制造提供理论支持和工艺指导。
二、材料与设备本研究所用材料为7A04高强铝合金，主要设备包括锻压机、加热炉、模具等。
在锻造过程中，需对材料进行预热和热处理，以保证其可锻性和成形质量。
三、锻造成形工艺1. 工艺流程7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺流程主要包括材料准备、加热、预处理、锻造、热处理和检验等步骤。
首先，将原材料进行预处理，包括清洗、除锈等；然后进行加热，使材料达到适当的锻造温度；接着进行预处理，如镦粗、挤压等，以改善材料的可锻性；随后进行锻造，通过模具将材料锻造成轮毂形状；最后进行热处理和检验，以提高轮毂的性能和质量。
2. 参数优化在锻造过程中，需要优化多个工艺参数，包括加热温度、锻造速度、模具温度等。
加热温度过高或过低都会影响材料的可锻性和成形质量，因此需严格控制加热温度。
此外，合理的锻造速度和模具温度也是保证轮毂成形质量和性能的关键因素。
在优化参数的过程中，需进行多次试验，以确定最佳工艺参数组合。
四、性能分析通过对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究，我们发现优化后的工艺参数组合可以显著提高轮毂的性能。
具体表现在以下几个方面：1. 机械性能：优化后的轮毂具有较高的抗拉强度和屈服强度，能够满足汽车行驶过程中的各种工况需求。
2. 抗腐蚀性能：7A04高强铝合金具有良好的抗腐蚀性能，经过优化后的轮毂能够更好地抵抗环境腐蚀，延长使用寿命。
3. 尺寸精度：通过精确控制锻造工艺参数，可以保证轮毂的尺寸精度和形状精度，满足装配要求。
五、结论本研究通过对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究，得出以下结论：1. 优化后的7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺可以提高轮毂的机械性能、抗腐蚀性能和尺寸精度，满足汽车行驶过程中的各种需求。
7a04是什么材料
7a04是什么材料
7a04是一种特殊的材料，它具有许多独特的特性和用途。
首先，7a04是一种
铝合金，主要由铝、锌、镁和铜组成。
它的主要特点是具有高强度、耐腐蚀和良好的焊接性能。
因此，它在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域，7a04铝合金主要用于制造飞机的机身和发动机零部件。
由于其高强度和轻质特性，可以有效减轻飞机的自重，提高飞行性能和燃油效率。
同时，7a04铝合金还具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣的外部环境下保持稳定的性能，因此被广泛应用于航空器的制造中。
在汽车制造领域，7a04铝合金通常用于制造汽车车身和底盘零部件。
由于汽车行驶过程中需要承受各种外部冲击和振动，因此对材料的强度和耐久性要求较高。
7a04铝合金具有优异的强度和耐腐蚀性能，可以有效提高汽车的安全性和使用寿命。
在船舶建造领域，7a04铝合金主要用于制造船体和船舶结构零部件。
船舶在海洋环境中需要承受海水的侵蚀和风浪的冲击，因此对材料的耐腐蚀性能有着严格的要求。
7a04铝合金具有良好的耐腐蚀性能，可以有效延长船舶的使用寿命，并且
由于其轻质特性，可以减轻船体自重，提高船舶的载重能力。
总的来说，7a04铝合金是一种具有广泛用途的特殊材料，它在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域都有着重要的应用。
它的高强度、耐腐蚀和良好的焊接性能使其成为这些领域中不可或缺的材料之一。
随着科技的不断进步，相信7a04铝合
金将会有更广阔的发展前景，为人类的生产和生活带来更多的便利和进步。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(G 和 :*09I8J 相比 ! 其优良的综合机械性能使模具寿
命整倍提高 % 机匣模具镶块选用 D!: 钢制造 % 图 9 机匣体锻件图
:6% 毛坯精化成形工艺试验 :6%6! 工艺试制
机匣是由 "#$% 铝合金锻制而成 ! 该材料的化学成 分如表 ! 所示 %
表 ! "#$% 铝 合 金 的 化 学 成 分 元素
456
789
图 ) 机匣等温锻件有限元模拟最终网格 459 及外形 489 结果
采用 有 限 元 模 拟 方 法 可 以 成 功 地 预 报 工 艺 缺 陷 ! 并提供大量重要力学信息 !便于分析缺陷形成机理并提 出防止办法 "
:&: 研究的主要内容 4)9 进行 !"%2 铝合金机匣等温锻造工艺数值模拟
火"
(7% 表面处理试验 @7机匣等温精密成形时 ! 模具及坯料的加热温度使
将探伤后的机匣进行硬质阳极氧化 ! 检 测 机 匣 体 外观 # 氧化膜厚度 # 显微硬度 # 稳定性 # 耐磨性及耐蚀性 ! 均符合产品图要求 "
保证质量的关键环节 !通过理论分析及试验确定模具加 热温度为 (<<" !坯料加热温度为 (-<" "
! 毛坯成形工艺试验
:6! 锻件图设计
为保 证 机 匣 体 产 品 阳 极 氧 化 后 色 泽 均 匀 一 致 ! 机 匣体毛坯外表面确定为非加工面 !内凹槽尺寸及形状在 满足加工余量基础上 !尽可能提高材料利用率并易于金 属充型 ! 结合数值模拟分析结果 ! 确定机匣体毛坯图见 图 9%
/6 具有良好的高温塑性和韧性 % C6 机械性能高度均匀 % D!: 钢是一种空冷硬化的热作模具钢 !属于美国钢
!""#年第 # 期
制 造 技 术 与 实 践 !"
!"#$ 铝合金机匣工艺研究与应用
徐铁汉
’ 驻 :;< 厂军代室 ! 重庆 $%%%’% (
摘 要 &针 对 机 匣 毛 坯 精 化 !进 行 等 温 精 密 成 形 工 艺 技 术 研 究 !对 成 形 毛 坯 进 行 机 械 加 工 #热 处 理 #表 面 处 理 #理 化 分 析 #尺 寸 检 测 等 系 列 论 证 试 验 !最 后 经 过 射 击 可 靠 性 试 验 !通 过 了 工 艺 鉴 定 "等 温 精 密 成 形 工 艺 提 高 了 毛 坯 的 加 工 水 平 !降 低 了 生 产 成 本 !并 运 用 于 生 产实践中" 关 键 词 &铝 合 金 )机 匣 )毛 坯 精 化 )工 艺 研 究
Hale Waihona Puke )"! 应用等温精密成形工艺技术的设想
等温成形是在等温模锻基础上发展起来的一种先 进的模锻新工艺 " 其实质是 $)%& 将加热到锻造温度的毛 坯 ! 置入加热到相同温度并保持不变的组合式精密锻模 中 ! 施加适当压力 ! 保压一定时间 ! 使 毛 坯以 低 应 变 速 率 完成锻造过程 !从而得到符合各项技术要求的精密锻件 " 等温成形过程属于金属体积成形过程 ! 通常为非 稳态大变形问题 !其产品的质量主要取决于模具设计的 水平 " 对于形状复杂的锻件 !绝大多数采用多工序加工 !
*&) 机匣等温成形数值模拟
采 用 三 维 有 限 元 模 拟 软 件 +,-./01+ 模 拟 了
%&’((! 材 料 利 用 率 低 ! 在 机 械 加 工 时 外 形 面 上 还 需 要
加工以保证尺寸要求 " 内腔加工余量大 !加工应力大 ! 导 致零件变形 !合格率低 " 由于在外形面上加工面和非加 工面同时存在 ! 经过硬质阳极氧化处理后 ! 外观存在明 显的颜色差异 ! 严重影响产品的外观质量 ! 致使产品和 国际名枪之间存在差距 ! 因此必须进行技术改造 ! 对机 匣毛坯进行精化 !提高产品外观质量 ! 达到国际水平 " 等 温精密成型这项新工艺能够解决目前机匣毛坯精化的问 题 ! 该技术可以提高毛坯的尺寸精度 ! 直接达到产品要 求 ! 解决外观色差缺陷 ! 并且可以提高材料利用率和零件 合格率 !因此具有可观的经济性和广阔的发展前景 "
将等温成形机匣毛坯 ! 作超声波局部探伤 ! 渗 透 探 伤 ! 探伤结果毛坯表面及内部无缺陷 " 任意抽取 ( 件毛 坯作详细尺寸检测 ! 多数不加工面的尺寸符合产品图要 求 ! 加工面的加工余量足够 " 取 : 件机匣毛坯作热处理 试制 ! 试制按现行工艺参数进行 !试制结束后检测尺寸 ! 比较热处理前后尺寸变化 " 检测表面硬度 $93%<E%# 力 学性能 $"6#"F ##&% 和 金 相 组 织 ! 结 果 均 符 合 工 艺 要 求 ! 说明热处理工艺参数正确 "
8, 设计了机匣等温成形垂直分模的模具结构 ! 在综
合分析现有热作模具材料的基础上 !确定模具镶块采用
9:; 钢 制 造 ! 研 究 了 镶 块 热 加 工 工 艺 ! 用 !:&<== 的 棒
料 改 锻 ! 加 热 时 装 炉 温 度 ><<" ! 始 锻 温 度 :<&< !
:<><" ! 终 锻 温 度 !>&<" ! 锻 后 采 用 >(<"#:<" ! 保 温 &!!? 不完全退火最终热处理工艺为分级淬火加 - 次回
因而工序数目的确定和各工序模具形状的设计 ! 即预成 形设计是材料成形工艺与模具设计的中心工作 " 如何设 计预锻件形状和预锻模具形状 ! 是生产合格终锻件的关 键 !也是模具设计的难点之一 " 此外 ! 成形速率 # 成形温 度等过程工艺参数 ! 保温加热设施 ! 模具选材和润滑等 技术均是等温成形需要研究的内容 "
!"%2 铝合金机匣等温锻造工艺 ! 很好地展示了工件的
变形过程 !直观地反映了工件的变形流动趋势和成形结 果 ! 深入揭示了其变形机理 ! 为工艺参数的选取和坯料 形状尺寸设计提供了理论依据 " 模拟显示 ! 该工艺预制坯形状设计合理 ! 工艺参数 选取适当 ! 工件成形结果良好 ! 可以满足工艺要求 3 见图
A7 设计了机匣模具加热双回路反馈的控制系统 ! 与
单回路控制系统相比 ! 本系 统 具 有 抗 干 扰 能 力 强 # 校 正 作用快 #适应能力强的特点 "
(7( 等温成形工艺优点
机匣毛坯等温成形存在以下优点 & $ 变 形 温 度 控 制在 G8(3 合金材料最佳成形温度范围内 ! 毛坯成形温 度稳定 ! 易于成形 ’% 变形速 度 稳 定 # 压 力 均 匀 ! 有 利 于 坯料充分变形 ! 减少锻造 裂 纹 出 现 ’ & 内 部 晶 粒 组 织 更 均匀 ! 流线更连续 ! 同时减少加工应力 ’’ 工艺流程周期 较短 " 等温成形机匣与普通锻造机匣成品重 和 材 料 利 用
:69 模具结构设计
机匣体外形复杂 ! 尺寸精度要求高 ! 对成形模具型 腔尺寸精度提出了更高的要求 ! 为满足产品图设计要 求 !运用计算机辅助设计方法 ! 从三维设计入手 ! 得到机 匣体锻件的精确外形 !从而确定成形模具型腔各部位的 尺寸 % 针对机匣体外形特点 ! 为便于成形后锻件脱模 ! 将
并提供大量重要力学信息 !便于分析缺陷形成机理并提 出防止办法 " 该项模拟技术领先 ! 模拟结果精度较高 ! 有 很高的推广应用价值 "
(7) 机械加工及尺寸检测试验
首先按照现行工艺进行加工 ! 以便 充 分 的 暴 露 出 工艺需要调整的位置 " 加工过程中枪托销孔与外形凸台 不同心 ! 其余尺寸通过调整加工可以保证合格 " 根据等 温成形毛坯加工情况 ! 需 要 调 整 现 行 加 工 工 艺 ! 变 换 定 位基准 ! 保证枪托销孔与 凸 台 中 心 一 致 ! 以 保 证 外 观 尺 寸 ! 因此要调整该位置毛坯尺寸 " 机械加工完成后进行 渗透探伤机匣 ! 结果无缺陷 "
机匣作为枪械上的一个关键零件 ! 其质量对枪械 性能影响非常大 " 机匣采用超硬铝 !"#$! 具有重量轻 # 比强度高等优点 !该材料是首次应用在枪械产品上 " 目 前机匣加工工艺是毛坯模 锻 成 形!热 处 理!机 械 加 工 ! 表面处理 ! 由于模锻毛坯的尺寸精度低 ! 公差达 !
" 主要研究工作和试验
:6: 模具材料优选
铝合金等温成形模具的基本要求是 "
?6 具有高的热硬性和热稳定性 % @6 具有较高的高温强度 % A6 高温耐磨性好 % B6 抗冷热疲劳能力强 ! 材料的 热 膨 胀 系 数 小 ! 热 稳
定性好 ! 导热率和比热较高 ! 非金属夹杂物少而分布均 匀 !无组织缺陷 ! 表面质量好 %
294 进行加工工艺试验 !内容包括 "
热处理试制及理化性能和尺寸检测 $ 机械加工试制及尺寸检测 $ 表面处理试制及性能检测 $
2:4 进行枪械性能试验 % 96: 性能试验
在有限元法模拟分析后经过毛坯精化试制 ! 验证 毛坯精化工艺的合理性 % 进行 毛 坯 热 处 理 # 机 械 加 工 # 表 面 处 理 等 试 验 ! 验 证毛坯是否满足加工工艺性要求 !是否达到毛坯精化的 目的 % 根据 ;<=:%8%7>8 & 枪 械 性 能 试 验 方 法 ’ 规 定 进 行 枪械性能试验 !验证精化毛坯加工后合格的机匣是否完 全满足枪械性能要求 %
高了机匣工艺技术水平 "
(’’!(!’"之间塑性更佳 " 综合考虑并参考有关经验 ! 该