铝锻锻造工艺性能特点如下:
(1) 窄锻造变形温度范围
大多数铝锻锻造变形温度在350-450℃范围内,变形温度在100℃左右。少数合金的变形温度范围甚至为50-70℃,锻造操作时间允许较短。这无疑给锻造操作带来很大困难。为了获得较长的锻造时间,需要将锻件加热到上限温度,增加锻造热量,并将工具和模具预热到较高温度。
(2) 相应的速度变化率灵敏度
铝合金对应变速率非常敏感,因此需要选择工作速度低、速度稳定的锻造设备进行锻造。对于钢锭,为了防止锻造裂纹,通常需要在压缩应力状态下低速打开钢锭,使用挤压、锻造或轧制。铝锻件往往需要在液压机或机械压力机上进行,而不是尽可能在锻造锤式锻造设备上进行,锻造设备选择范围相对较小。
(3) 对加热和锻造温度的严格要求
由于铝合金锻件变形温度范围窄,为了延长铝锻锻造操作时间,需要尽可能将其加热到变形温度上限,这就需要使用高精度加热炉和温控仪来控制加热温度;否则,容易发生过热。
大部分铝合金半成品都具有高塑性,一般不易锻造和开裂;但在锻造过程中,应避免严重变形,以避免过度溢流对锻件结构和性能的影响。如果不注意操作,采用高速(如锻锤)和大变形锻造,大量变形能转化的热能可能导致锻件温度超过锻造温度上限,导致锻件过度燃烧,结构和性能不合格。
(4) 良好的导热性
铝合金的导热系数是钢的3-4倍。其优点是坯料体积小,可直接装入高温炉加热,无需预热;优点和缺点是锻造过程中表面散热过快,导致铝锻锻造过程中锻件内外温差过大,导致锻件变形不均匀、局部临界变形、局部粗晶粒、锻造结构不均匀。大多数铝合金,特别是具有挤压效应的铝锰合金,在挤压棒材表面具有粗晶环,这可能与坯料表面的快速散热和大摩擦、内外层的不均匀变形以及落入临界变形区有关。为了防止热损失过快,与工件接触的模具和工具必须预热至300℃或更高。
(5) 摩擦系数高,流动性差
铝合金与钢模之间的摩擦系数大,变形过程中流动性差,这使得模锻过程中难以用金属填充模槽。通常,需要增加台阶和模具,并增加校准器的圆角半径。
(6) 高附着力
铝合金具有高粘度。在大变形锻造时,坯料往往会粘附在模具上,容易造成锻件剥落、翘曲等缺陷,也会造成模具磨损。严重情况下,锻件和模具都将报废。
(7) 强裂纹敏感性
铝合金对裂纹敏感。如果锻造过程中产生的裂纹没有及时清理,它们将在后续锻造中迅速扩展,导致锻件报废。
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