擠壓壓鑄模鍛工藝與裝備工藝及應(yīng)用簡(jiǎn)介
1.擠壓壓鑄模鍛工藝原理
擠壓壓鑄模鍛又叫“液態(tài)模鍛壓鑄”或“壓鑄模鍛”)，該技術(shù)體現(xiàn)了“普通壓鑄(鑄造)充型+鍛壓補(bǔ)縮”的工藝過程，擠壓壓鑄模鍛裝備本質(zhì)上是一種連鑄連鍛設(shè)備，是一種連鑄連鍛成形的工藝裝備。簡(jiǎn)單地說，其充型工步可由現(xiàn)有壓鑄機(jī)(低壓鑄造機(jī))的壓射充型裝置完成，其鍛壓補(bǔ)縮工步則由主缸動(dòng)力(鍛壓缸)完成。通過主缸動(dòng)力(鍛壓缸)對(duì)零件全投影面或主投影面施以鍛壓力進(jìn)行凝固補(bǔ)縮，滿足厚大零件的補(bǔ)縮工藝要求。
2.擠壓壓鑄模鍛工藝的特點(diǎn)
鍛壓比壓(或鍛壓補(bǔ)縮比壓)是擠壓壓鑄模鍛特有的主導(dǎo)工藝參數(shù)，它是指鑄坯充型之后在凝固階段由外力直接作用于鑄坯的絕對(duì)壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)一直維持到鑄坯凝固為止。鍛壓比壓是指作用于凝固過程中的直接壓強(qiáng)(壓射比壓是指注射充型過程中的壓強(qiáng)，它是一種液態(tài)的“間接的”壓強(qiáng)，充型結(jié)束后便失效為零)。
擠壓壓鑄模鍛一定要有模具成形面參與鍛壓補(bǔ)縮；
擠壓壓鑄模鍛工藝最終以“鍛”為特征手段，能全面消除鑄造產(chǎn)生的收縮性和表面性缺陷，如鋁合金，表面光潔度可高達(dá)7-8級(jí)(Ra1.6-0.8)。鑄坯內(nèi)部為破碎晶粒，鍛態(tài)組織；
鍛壓補(bǔ)縮的極限是“鍛”，在裝備上一定有鍛壓的主體裝置(鍛壓頭)、主體參數(shù)和主體功能。
3.擠壓壓鑄模鍛工藝應(yīng)用范圍
擠壓壓鑄模鍛技術(shù)的發(fā)明，極大地拓展了傳統(tǒng)鑄造工藝與裝備可應(yīng)用的范圍，一方面，只要能將金屬熔化，所有的常規(guī)金屬材料(如ZL203、ZL301、LY12、6061、6063、不銹鋼、黑色金屬等)我們都可應(yīng)用擠壓壓鑄模鍛工藝生產(chǎn)；另一方面，包括帶砂型芯充型的傳統(tǒng)“翻砂”鑄造工藝，低壓(差壓)鑄造都可應(yīng)用到廣義的壓鑄工藝上來，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和工藝可靠性。
一臺(tái)擠壓壓鑄模鍛機(jī)在設(shè)計(jì)上兼容了普通壓鑄、低壓(差壓)鑄造、液態(tài)模鍛、連鑄連鍛和半固態(tài)加工工藝。
設(shè)備若以差壓鑄造工藝1.4 MPa的低壓充型，所生產(chǎn)零件的投影面積是原來的80-100倍，即是現(xiàn)有設(shè)備的工作臺(tái)能安裝的模具有多大，就能充型多大尺寸的零件；一臺(tái)同時(shí)具有8000KN鎖模力和8000KN鍛壓補(bǔ)縮力的擠壓壓鑄模鍛機(jī)，基本可以滿足擠壓壓鑄模鍛小轎車鋁合金輪轂這種具有一定特殊性大規(guī)格零件的擠壓壓鑄模鍛工藝要求。
而汽車內(nèi)燃機(jī)活塞、連桿、小汽車空調(diào)壓縮機(jī)殼體或小型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋等零件，用2500KN以下模鍛力的擠壓壓鑄模鍛機(jī)生產(chǎn)已游刃有余，
擠壓壓鑄模鍛機(jī)的生產(chǎn)節(jié)拍與普通壓鑄機(jī)一樣，一般小型擠壓壓鑄模鍛機(jī)，其生產(chǎn)效率可超過30-40萬件/年。
擠壓壓鑄模鍛工藝，可生產(chǎn)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的液態(tài)模鍛(熔湯鍛造)件，毛坯表面粗糙度和精度都比普通壓鑄工藝更高一級(jí)。它也可以生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜變形鋁合金件，有效消除了這類材料以往只能用鍛壓工藝生產(chǎn)限制。
4.高強(qiáng)度高硬度鋁合金杯狀殼型零件采用擠壓壓鑄模鍛工藝的可行性和效益
高強(qiáng)度高硬度鋁合金杯狀殼型(厚壁)零件的精確擠壓壓鑄模鍛加工分析如下：
采用精密鍛造加工，一定程度提高了材料利用率，但毛坯精度差，生產(chǎn)工序多，機(jī)械加工余量仍很大，生產(chǎn)效率不高，成本也很高。
采用傳統(tǒng)壓鑄方法，由于高強(qiáng)度鑄造鋁合金及變形鋁合金流動(dòng)性差，厚壁鑄件的高速高壓充型，必然產(chǎn)生嚴(yán)重的鑄造缺陷，完全不能滿足產(chǎn)品性能要求。
5.結(jié)語
擠壓壓鑄模鍛工藝本質(zhì)上是一種連鑄連鍛工藝，屬于機(jī)械基礎(chǔ)“終極成形”工藝的一種表達(dá)形式。
采用這種工藝生產(chǎn)的毛坯，鑄鍛成形工藝流程短，尺寸精度高，只需要進(jìn)行極小余量的精加工；毛坯表面光潔，幾乎“復(fù)制”了模具的表面粗糙度，具有機(jī)加工手段的光澤。最重要的是設(shè)備主動(dòng)力缸(鍛壓缸)對(duì)鑄件凝固過程的鍛壓補(bǔ)縮，只要鍛壓補(bǔ)縮參數(shù)選擇恰當(dāng)，理論上能完全消除毛坯厚大部分的缺陷，避免了
機(jī)加工工作量的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)低成本，高效率。
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