等溫CNC鋁制品加工與超塑性成形工藝設(shè)計特點

等溫過程煅造與超可塑性成型的工藝設(shè)計內(nèi)容大致與基本熱鍛相近，主要包含鑄鋼件圖設(shè)計方案、胚料設(shè)計方案、沖壓模具、潤化安全防護、成型加工工藝（成型溫度、成型速率、成型負載等）主要參數(shù)設(shè)計方案。下列關(guān)鍵詳細介紹與一般熱鍛工藝設(shè)計的差別和一些必須著重強調(diào)的內(nèi)容。

（1)鑄鋼件圖設(shè)計方案：鑄鋼件圖的制定是成型加工工藝的重要，它與零件圖的區(qū)別明確了精密成型的水平和后面機加工的容量，也確定了鑄造工藝的難度水平。如前所述，等溫過程煅造和超可塑性成型的特別標(biāo)準提升了金屬材料的可塑性和形變工作能力，減少了形變抵抗力，尤其是巨大改進了原材料對模貝關(guān)鍵點樣子的添充工作能力，因而等溫過程煅造與超可塑性成型的鑄鋼件圖要比基本熱鍛鑄鋼件圖精密很多，

（2)沖壓模具：包含產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工車床設(shè)計方案，鑄鋼件圖設(shè)計方案是模貝加工車床設(shè)計方案的幾何圖形基本。

（3)胚料設(shè)計方案：包含胚料的樣子設(shè)計方案和機構(gòu)特性設(shè)計方案。當(dāng)沖壓模具之后，胚料的形態(tài)和機構(gòu) 特性影響了鑄鋼件各地方的變型遍布及其微觀經(jīng)濟機構(gòu)與功能的遍布，也確定了模貝添充的難度系數(shù)和出 現(xiàn)各種缺點的概率，自然也確定了成型負載曲線圖的狀態(tài)等。因而運用鑄造工藝有限元分析技術(shù)性 開展胚料提升對高品質(zhì)鑄鋼件成型具備關(guān)鍵實際意義。由于完成了精密成型，因此等溫過程煅造和超可塑性成知激利形的毛胚凈重要比基本熱鍛的小得多；為了更好地得到勻稱等軸細晶，用以超可塑性成型的毛胚要通過晶體優(yōu)化解決。

成型溫度是等溫過程煅造和超可塑性成型加工工藝中的最重要的技術(shù)主要參數(shù)。正常情況下超可塑性成型的溫度粒優(yōu)化預(yù)備處理。務(wù)必是鑄鋼件原材料的超可塑性溫度，可是這一溫度并不是一個固定不動的數(shù)，反而是一個隨鑄鋼件原材料晶粒大小和應(yīng)變速率轉(zhuǎn)變的溫度范圍.在真實煅造全過程中，因為鑄鋼件各位置應(yīng)變速率的不均衡性及其鑄鋼件內(nèi)各個地方晶體很有可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)變，所挑選的一個成型溫度不太可能與產(chǎn)品工件各位置的更好超可塑性溫度都相同，與其說更好超可塑性溫度區(qū)別越小，其超可塑性能就越好。因而在設(shè)計方案超可塑性成型溫度時要參照胚料的原始晶粒大小及其相對應(yīng)的應(yīng)變速率，盡可能使所挑選的成型溫度與資料的具體情況相一致，以得到盡可能好的超可塑性實際效果。

等溫過程煅造沒有要求成型溫度的挑選標(biāo)準，可是所挑選的這一成型溫度最先應(yīng)當(dāng)在煅造溫度

范圍內(nèi)。在這個標(biāo)準下，應(yīng)當(dāng)考慮到鑄鋼件的結(jié)構(gòu)特性規(guī)定，例如針對鈦金屬零件，規(guī)定鑄鋼件為等軸晶機構(gòu)則必須在a B溫度區(qū)煅造，假如規(guī)定鑄鋼件為過濾管機構(gòu)（參照本叢書的《特種合金及其CNC鋁制品加工》的第三章）則應(yīng)在B溫度區(qū)煅造。成型溫度的挑選還應(yīng)考慮到胚料的宏觀機構(gòu)與熱處理工藝情況，假如胚料為粗晶機構(gòu)，而鑄鋼件規(guī)定細晶機構(gòu)，則應(yīng)按照原材料熱鍛形變機構(gòu)演變規(guī)律性，挑選合適的溫度和應(yīng)變速率，推動鑄鋼件內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動態(tài)性塑性變形和晶體優(yōu)化，得到所需求的鑄鋼件機構(gòu)，假如成型 溫度過高而很有可能產(chǎn)生晶體成長，這會導(dǎo)致因機構(gòu)不過關(guān)損毀全部鑄鋼件，一樣，假如所挑選的溫度 過低或應(yīng)變速率過高，盡管塑性變形晶體很細，可是這樣的事情下能因進行動態(tài)性塑性變形所需形變過 大，使絕大多數(shù)地區(qū)的塑性變形不可以進行，進而產(chǎn)生混晶缺點。此外成型溫度的選取尤其要參照原材料 可塑性隨溫度的變化趨勢。要盡可能挑選原材料可塑性較高的溫度做為成型溫度，忽視這一點有可能出 現(xiàn)煅造裂開的缺點。最終一點是要參照模具鋼材挑選和成型的邊際效益。

（4)成型速率：超可塑性成型規(guī)定成型速率達到鑄鋼件原材料的更好應(yīng)變速率。最先由于成型全過程 中鑄鋼件各個地方的應(yīng)變速率區(qū)別非常大，這可以從任意一個鑄造工藝有限元分析的應(yīng)變速率遍布天氣圖中 看得出。例如在模貝接觸區(qū)應(yīng)變速率可以在0.001/s下列，而一些大形變區(qū)，應(yīng)變速率可以做到 1.0/s以上，因此妄圖根據(jù)挑選一個上控制模塊下滑的效率來達到鑄鋼件內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點的超可塑性應(yīng)變速率是 不太可能的。如今乃至還時興一個測算上控制模塊下降速率0的公式計算：0=Hé,在其中H為胚料的相對高度，é為原材料更好超可塑性應(yīng)變速率。這兒需要注重，該式來自測算圓柱體鐓粗形變時的原始應(yīng)調(diào)速 率公式計算：＝0/H,該式假設(shè)圓柱體鐓粗形變時兩邊無磨擦，即圓柱體形變沿徑向勻稱。針對一般圓柱體 鐓粗狀況，在其中的應(yīng)變速率只是敘述了圓柱體形變速度的均值實際效果，圓柱體高徑比越小，此公式計算與實 際偏差越大。因而將此公式計算用以自由鍛，頂多只有可能胚料高徑較為大時煅造初期環(huán)節(jié)的均值應(yīng)變速率。即便如此，所測算出的應(yīng)變速率與具體應(yīng)變速率很有可能相差甚遠；更別說鑄鋼件形變以 添充模貝為主導(dǎo)的煅造中后期了?？墒堑浆F(xiàn)在為止，都還沒一個簡易公式計算可以測算適合的成型速率，因此提議運用鑄造工藝有限元分析專用工具，先制定一個下模速率開展工藝模擬，隨后查看應(yīng)變速率分 設(shè)計圖，看其主形變區(qū)中更高應(yīng)變速率是不是與鑄鋼件原材料的更好應(yīng)變速率貼近，假如二者區(qū)別很大則適度調(diào)節(jié)下模速率，反復(fù)這一實際操作，直到二者基本上貼近才行。應(yīng)當(dāng)說這也是處理問題的不光滑方式，留意不能用主形變區(qū)的更低應(yīng)變速率與原材料更好超可塑性應(yīng)變速率較為，由于沒法提升模貝接 觸區(qū)應(yīng)變速率。此外，還應(yīng)充分考慮，針對一些沒有專業(yè)系統(tǒng)控制速率的一般油壓機，其滾輪 速率隨成型負載而降低，這給操縱鑄鋼件應(yīng)變速率提升了另外的艱難。應(yīng)當(dāng)說一般原材料形變特點 對形變速度的敏感度遠小于對環(huán)境溫度的敏感度，即使超可塑性的應(yīng)變速率范疇也是有2個量級上下，因而對成型速率的規(guī)定可適度放開。針對大部分原材料，可以根據(jù)計算機系統(tǒng)控制使產(chǎn)品工件各個地方的應(yīng)變力 速度在 10-*s 1~10~'s”范疇內(nèi)，當(dāng)毛胚料的晶粒大小在10gm下列時，可以將應(yīng)變速率更高值提升到10~s”上下。

（5)潤滑液：在2.4.4節(jié)早已就潤化安全防護的問題作了完整探討，這兒再度提出是為了更好地注重其潤化的功效，應(yīng)當(dāng)挑選摩擦阻力盡可能小的潤滑液，一般摩擦阻力應(yīng)不得超過0.1.

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