[发明专利]负重轮复合加载液态模锻工艺

摘要

本发明涉及一种负重轮复合加载液态模锻工艺，包括调整碟簧的预紧量使内冲头离开上模垫板一定的距离S，S称为补缩量；在这种状态下进行加载成形，上模下行，内冲头碟簧力的作用下使金属充满型腔，在负重轮直壁处充满金属的高度较零件设计尺寸高出S，继续加压，底部开始凝固，内冲头趋于静止，碟簧产生压缩变形，这时外冲头相对内冲头向下移动，压力机的总压力除克服碟簧力，剩余压力全部作用在制件正在凝固的直壁处，使其在压力下凝固，同时将压力传递到最后凝固区热节处，加压的同时，将充填时直壁多出S高度的金属补缩给直壁和热节处,通过对直壁和热节处的局部加载和补缩，并产生塑性变形。

主权项

一种负重轮复合加载液态模锻工艺，其特征在于，所述的负重轮利用成型模锻系统加工而成，所述的成型模锻系统包括：铝基复合材料的制备装置，负重轮成型模具，用于提供负重轮成型模具冲头压力的液压机；所述负重轮成型模具至少包括：下模，外冲头、内冲头组成的上模，内冲头与上模板之间设有碟簧，所述碟簧用于控制内冲头与上模板之间的距离；所述的负重轮成型工艺包括：将机械搅拌法制备的铝基复合材料；将机械搅拌法制备的铝基复合材料定量浇注于负重轮成形腔内，采用复合加载方法进行模锻成型，所述复合加载模锻成型具体包括:加载前，调整碟簧的预紧量使内冲头离开上模垫板一定的距离S，S称为补缩量；在这种状态下进行加载成形，上模下行，内冲头碟簧力的作用下使金属充满型腔，在负重轮直壁处充满金属的高度较零件设计尺寸高出S，继续加压，底部开始凝固，内冲头趋于静止，碟簧产生压缩变形，这时外冲头相对内冲头向下移动，压力机的总压力除克服碟簧力，剩余压力全部作用在制件正在凝固的直壁处，使其在压力下凝固，同时将压力传递到最后凝固区热节处，加压的同时，将充填时直壁多出S高度的金属补缩给直壁和热节处,通过对直壁和热节处的局部加载和补缩，并产生塑性变形；负重轮液态模锻成形工艺参数选择如下：金属液浇注温度选择浇注温度为720℃；模具预热温度:下模300℃，上模200℃。比压:40～60MPa；加压速度:15mm/s；开始加压时间:浇注完毕后立即开始加压；保压时间:25‑30s。所述的铝基复合材料的制备方法包括：材料选择：基体材料为2A50锻铝合金，增强体材料为SiCp颗粒，SiCp颗粒颗粒度为7μm，体积分数10％；对SiCp颗粒进行预处理，得到备用的增强体颗粒；熔炼2A50铝合金：用坩埚熔炼铝合金到640℃～660℃，加入精炼剂，精炼5分钟后除渣，除渣时对铝合金液进行搅拌，并上、下移动；在铝合金液中加入1.5wt％～2wt％的纯Mg；SiCp颗粒预热：将SiCp颗粒用10g铝箔包裹起来，放入加热炉的坩埚中加热至600℃，并保温30min至60min；先将预热后的SiCp颗粒加入搅拌坩埚内，然后加入铝合金液，进行加热，搅拌温度610℃～615℃搅拌速度875r/min；搅拌时间40min～60min，搅拌时，依据坩埚内的材料含量调节搅拌棒的上下位置，每搅拌3至8分钟后改变搅拌棒旋转方向。