[发明专利]一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法

权利要求书

1.一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，包括：

步骤一、准备用于复合锻造铝钢双金属构件的模具，最终复合锻造的铝钢双金属构件为复合构件，所述模具包括模具内腔、凸模及顶杆，所述凸模包括设置其下方的压块，所述顶杆包括设置其上方的垫块，所述模具内腔的形状与最终成型的所述复合构件的形状相同，并且所述模具内腔的形状为齿轮状；

步骤二、根据所成型复合构件的尺寸和性能要求，制备一定尺寸和形状的钢套和铝合金芯体，且所述铝合金芯体的直径小于所述钢套的内径；

步骤三、将所述铝合金芯体预热至600-630℃，保温20-40分钟，使所述铝合金芯体的组织状态转化为液相率为40-60％的半固态状态；

步骤四、在步骤三保温结束前5分钟，将所述钢套迅速加热至800-1000℃，用测温装置实时监测并控制所述钢套温度，保持温度一定时间至所述钢套内各区域温度均匀，使所述钢套变为热塑态；

步骤五、同时将加热完成的半固态的所述铝合金芯体和热塑态的所述钢套迅速转移至所述模具内腔内，且使所述铝合金芯体在所述钢套的内部，完成装配；

步骤六、所述凸模迅速下行，所述凸模的压块对所述铝合金芯体和所述钢套施加一定的压力，使半固态的所述铝合金芯体在所述压块和所述顶杆的垫块之间压力的作用下充满所述钢套并紧密结合，所述铝合金芯体和所述钢套发生冶金结合，形成复合构件，并且，在所述凸模的压力作用下，所述复合构件按照所述模具内腔的形状进行塑性变形，充满所述模具，所述凸模保持压力一定时间；

步骤七、所述复合构件变形并充满所述模具后，所述凸模上行，所述顶杆上行，所述顶杆的所述垫块将成型好的所述复合构件顶出,完成铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型的过程。

2.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，在步骤二中，所述铝合金芯体为圆柱体，所述钢套为圆环体，且所述铝合金芯体的直径比所述钢套的内径小2mm。

3.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，在步骤三中，所述铝合金芯体的加热温度为620℃，保温时间为30分钟，所述铝合金芯体的液相率为40％；在步骤四中，所述钢套的加热温度为1000℃，所述钢套的保温时间为2～3分钟。

4.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，在步骤六中，所述凸模下行时，对所述铝合金芯体和所述钢套施加一定的压力，所述凸模的下行速度为15mm/s，保持压力的时间为30s。

5.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，所述铝合金芯体的纯度大于90％。

6.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，所述铝合金芯体的材质为2024铝合金、7075铝合金、6061铝合金、颗粒增强铝基复合材料中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，所述钢套的材质为45#钢、304不锈钢、40Cr、40CrMo、42CrMo、CF170齿轮用钢中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，在步骤三和步骤四中，所述铝合金芯体和钢套的加热方式为通过红外加热装置或感应加热装置加热，在步骤四中，所述测温装置为红外测温装置。

9.根据权利要求8所述的一种铝钢双金属构件触变软芯复合锻造成型方法，其特征在于，所述红外加热装置为红外加热炉，所述感应加热装置为电磁感应加热炉，所述红外测温装置为红外测温仪。