[发明专利]一种一模多件高SiC体积分数结构件成形及模具设计方法

摘要

本发明属于金属材料成形领域，特别是提供了一种制备高SiC体积分数复合材料结构件半固态锻挤成形一模多件工艺技术及模具设计。其特征是用SiC颗粒增强A359铝合金复合材料采用一次成形多件的方式通过半固态触变成形得到的高SiC体积分数的封装壳体结构件。本发明大大地提高了半固态模锻成形的效率。克服了用传统的粉末注射法加工该类零件时存在的加工路线长、生产成本高、成形件气密性差等问题。此外，由于本技术属于模锻成形，因此，可一次成形形状非常复杂的高精密结构件，且成形件致密性高，力学性能好，便于规模化生产。

主权项

1.一种一模多件高SiC体积分数结构件成形方法，其特征是用SiC颗粒增强A359铝合金复合材料通过半固态触变成形得到高SiC体积分数的封装壳体结构件；具体工艺内容如下：1)、对SiC颗粒进行预处理，将其加热到600℃并保温3h，以增加SiC颗粒在铝合金溶液中分布的均匀性；将A359铝合金加热至熔化，然后调整合金液温度至595℃，将体积分数为20-24％的经预处理后的SiC颗粒压入液面，同时开始搅拌，搅拌时间为8-12min，搅拌速度为50-80r/min；均匀搅拌静置3-5min后，将金属液浇铸到预热后的制坯模中，冷却后得到SiCp/A359复合材料棒状坯料；SiC颗粒平均直径为8-10μm；2)、设计用于一模多件封装壳体成形的成形模具，成形时半固态SiCp/A359坯料首先用制坯模迅速放入凹模型腔中，再使上模和下模闭合，实现坯料的预压变形；在此过程中处于扁平形状的合模腔使圆形坯料压扁，从而使坯料产生一定程度的液固相分离；由于SiC颗粒分布在坯料的液相中，因此SiC颗粒会随着液相先流动到预压变形坯料的边部，实现SiC颗粒第一次聚；然后通过上挤压杆或下挤压杆将预压变形的扁平坯料进一步挤压，使流动到坯料边部的高SiC体积分数坯料部分率先充填到两边封装壳体成型腔，实现SiC颗粒第二次聚集，从而得到高SiC体积分数的封装壳体结构件，并一模成形四件；3)、触变成形工艺参数如下：成形速度控制在90mm/s-150mm/s，模具预热温度设为250℃-280℃，成形压力设为600KN-800KN，保压时间设为10-20秒。