在傳統的半固態鋁合金觸變成形技術中,電磁攪拌和電磁感應重熔加熱的功率較大、效率很低、能耗很高,半固態坯料的液相分數不能太高,成形非常復雜零件毛坯時遇到困難,而且坯料的鋸屑、坯料重熔加熱時的流失金屬、澆注系統和廢品不能馬上回用,增加了觸變成形的生產成本。因此,如何進一步降低生產成本成為當今半固態鋁合金成形技術應用的最重要的主題。
在國家九五、十五和十一五“863”高技術發展計劃的支持下,我校研制開發的先進鋁合金半固態流變成形技術已經成熟,成功地流變成形了汽車零件,如圖1所示。與一般半固態鋁合金觸變成形相比,該半固態鋁合金流變成形的生產工藝流程大大縮短,設備投資也將大幅度減少,半固態流變成形零件的生產成本將會明顯降低。目前,該項目已經通過國家“863”計劃組織的專家委員會的驗收。
由于半固態鋁合金流變成形不易發生噴濺、裹氣少、凝固收縮小,流變成形的零件毛坯致密,能夠熱處理強化,因此采用本半固態流變成形技術成型的鋁合金零件的力學性能遠遠超過鋁合金壓鑄件的力學性能,滿足國家技術標準。而且,流變成形的零件毛坯不存在宏觀偏析,力學性能更均勻;可以實現近終化成形,大為減少機加工量,降低加工成本;易于實現機械化或自動化操作,生產效率高;減輕了模具的熱沖擊,提高了模具的壽命。
該技術具有電磁攪拌和均熱能耗低,漿料表面氧化程度輕,輸送方便,漿料的固相分數可以靈活控制,便于成形各種復雜零件,而且半固態鋁合金漿料流變成形后的澆注系統、廢品將直接在本車間回用,降低原料成本。與傳統的半固態鋁合金觸變成形相比,半固態鋁合金流變成形的生產工藝流程大大縮短,設備投資也將大幅度減少,半固態流變成形零件的生產成本將會明顯降低。
該技術以北京科技大學擁有的中國發明專利00 1 09540.4為支撐,具有原創性及完全的知識產權。
目前,鋁合金半固態流變成形應用主要集中在汽車零件和耐壓閥體等零件,如汽車制動總泵殼、油道、輪轂等,也可以應用于其他要求較高的零件毛坯,如航空、航天、摩托車和電子行業的鋁合金零件等。鋁合金半固態流變成形零件毛坯不但具有優良的力學性能。
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