等温CNC铝制品加工与超塑性成形工艺设计特点

等温过程煅造与超可塑性成型的工艺设计內容大致与基本热锻相近，主要包含铸钢件图设计方案、胚料设计方案、冲压模具、润化安全防护、成型加工工艺（成型溫度、成型速率、成型负载等）主要参数设计方案。下列关键详细介绍与一般热锻工艺设计的差别和一些必须着重强调的內容。

（1)铸钢件图设计方案：铸钢件图的制定是成型加工工艺的重要，它与零件图的区别明确了精密成型的水平和后面机加工的容量，也确定了铸造工艺的难度水平。如前所述，等温过程煅造和超可塑性成型的特别标准提升了金属材料的可塑性和形变工作能力，减少了形变抵抗力，尤其是巨大改进了原材料对模貝关键点样子的添充工作能力，因而等温过程煅造与超可塑性成型的铸钢件图要比基本热锻铸钢件图精密很多，

（2)冲压模具：包含产品结构设计和加工车床设计方案，铸钢件图设计方案是模貝加工车床设计方案的几何图形基本。

（3)胚料设计方案：包含胚料的样子设计方案和机构特性设计方案。当冲压模具之后，胚料的形态和机构 特性影响了铸钢件各地方的变型遍布及其微观经济机构与功能的遍布，也确定了模貝添充的难度系数和出 现各种缺点的概率，自然也确定了成型负载曲线图的状态等。因而运用铸造工艺有限元分析技术性 开展胚料提升对高品质铸钢件成型具备关键实际意义。由于完成了精密成型，因此等温过程煅造和超可塑性成知激利形的毛胚净重要比基本热锻的小得多；为了更好地得到匀称等轴细晶，用以超可塑性成型的毛胚要通过晶体优化解决。

成型溫度是等温过程煅造和超可塑性成型加工工艺中的最重要的技术主要参数。正常情况下超可塑性成型的溫度粒优化预备处理。务必是铸钢件原材料的超可塑性溫度，可是这一溫度并不是一个固定不动的数，反而是一个随铸钢件原材料晶粒大小和应变速率转变的温度范围.在真实煅造全过程中，因为铸钢件各位置应变速率的不均衡性及其铸钢件内各个地方晶体很有可能产生的转变，所挑选的一个成型溫度不太可能与产品工件各位置的更好超可塑性溫度都相同，与其说更好超可塑性溫度区别越小，其超可塑性能就越好。因而在设计方案超可塑性成型溫度时要参照胚料的原始晶粒大小及其相对应的应变速率，尽可能使所挑选的成型溫度与资料的具体情况相一致，以得到尽可能好的超可塑性实际效果。

等温过程煅造沒有要求成型溫度的挑选标准，可是所挑选的这一成型溫度最先应当在煅造溫度

范围内。在这个标准下，应当考虑到铸钢件的结构特性规定，例如针对钛金属零件，规定铸钢件为等轴晶机构则必须在a B溫度区煅造，假如规定铸钢件为过滤管机构（参照本丛书的《特种合金及其CNC铝制品加工》的第三章）则应在B溫度区煅造。成型溫度的挑选还应考虑到胚料的宏观机构与热处理工艺情况，假如胚料为粗晶机构，而铸钢件规定细晶机构，则应按照原材料热锻形变机构演变规律性，挑选合适的溫度和应变速率，推动铸钢件内部结构产生动态性塑性变形和晶体优化，得到所需求的铸钢件机构，假如成型 溫度过高而很有可能产生晶体成长，这会导致因机构不过关损毁全部铸钢件，一样，假如所挑选的溫度 过低或应变速率过高，尽管塑性变形晶体很细，可是这样的事情下能因进行动态性塑性变形所需形变过 大，使绝大多数地区的塑性变形不可以进行，进而产生混晶缺点。此外成型溫度的选取尤其要参照原材料 可塑性随溫度的变化趋势。要尽可能挑选原材料可塑性较高的溫度做为成型溫度，忽视这一点有可能出 现煅造裂开的缺点。最终一点是要参照模具钢材挑选和成型的边际效益。

（4)成型速率：超可塑性成型规定成型速率达到铸钢件原材料的更好应变速率。最先由于成型全过程 中铸钢件各个地方的应变速率区别非常大，这可以从任意一个铸造工艺有限元分析的应变速率遍布天气图中 看得出。例如在模貝接触区应变速率可以在0.001/s下列，而一些大形变区，应变速率可以做到 1.0/s以上，因此妄图根据挑选一个上控制模块下滑的效率来达到铸钢件内部结构各点的超可塑性应变速率是 不太可能的。如今乃至还时兴一个测算上控制模块下降速率0的公式计算：0=Hé,在其中H为胚料的相对高度，é为原材料更好超可塑性应变速率。这儿需要注重，该式来自测算圆柱体镦粗形变时的原始应调速 率公式计算：＝0/H,该式假设圆柱体镦粗形变时两边无磨擦，即圆柱体形变沿径向匀称。针对一般圆柱体 镦粗状况，在其中的应变速率只是叙述了圆柱体形变速度的均值实际效果，圆柱体高径比越小，此公式计算与实 际偏差越大。因而将此公式计算用以自由锻，顶多只有可能胚料高径较为大时煅造初期环节的均值应变速率。即便如此，所测算出的应变速率与具体应变速率很有可能相差甚远；更别说铸钢件形变以 添充模貝为主导的煅造中后期了。可是到现在为止，都还没一个简易公式计算可以测算适合的成型速率，因此提议运用铸造工艺有限元分析专用工具，先制定一个下模速率开展工艺模拟，随后查看应变速率分 设计图，看其主形变区中更高应变速率是不是与铸钢件原材料的更好应变速率贴近，假如二者区别很大则适度调节下模速率，反复这一实际操作，直到二者基本上贴近才行。应当说这也是处理问题的不光滑方式，留意不能用主形变区的更低应变速率与原材料更好超可塑性应变速率较为，由于没法提升模貝接 触区应变速率。此外，还应充分考虑，针对一些沒有专业系统控制速率的一般油压机，其滚轮 速率随成型负载而降低，这给操纵铸钢件应变速率提升了另外的艰难。应当说一般原材料形变特点 对形变速度的敏感度远小于对环境温度的敏感度，即使超可塑性的应变速率范畴也是有2个量级上下，因而对成型速率的规定可适度放开。针对大部分原材料，可以根据计算机系统控制使产品工件各个地方的应变力 速度在 10-*s 1~10~'s”范畴内，当毛胚料的晶粒大小在10gm下列时，可以将应变速率更高值提升到10~s”上下。

（5)润滑液：在2.4.4节早已就润化安全防护的问题作了完整探讨，这儿再度提出是为了更好地注重其润化的功效，应当挑选摩擦阻力尽可能小的润滑液，一般摩擦阻力应不得超过0.1.

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