液态模锻工艺介绍ppt课件.ppt

液态模锻一、金属的成形（成型）方法金属的成形（成型）方法金属的成形（成型）方法金属的成形（成型）方法铸造成形方法塑性成形方法金属的成形（成型）方法金属体积成形方法分类二、液态模锻成形技术的发展概况液态模锻成形液态模锻工艺过程是将液态金属直接浇到模具型腔，然后在较高压力下使其迅速充满型腔，凝固并产生少量的塑性变形，从而获得轮廓清晰，表面光洁，尺寸精确、晶粒细小、组织致密、机械性能优良的制件。已凝固金属在压力作用下产生少量塑性变形，制件轮廓清晰，性能介于锻件和铸件之间金属始终在压力下完成凝固、结晶。好处：
强制补缩，防止出现缩孔缩松
压力直接作用在金属液面上，压力利用率高
与铸件比无浇道系统和冒口，节材10％以上。与锻件比无飞边。
能成形复杂制件，主要靠流动成形，对模具磨损小
模具工作温度高，成形黑色金属时寿命短液态模锻与压铸的区别液态模锻与常规模锻的区别液态模锻的适用范围（1）静压液锻合金液不产生大量的流动，液锻形状主要靠浇注时定型。压力的作用主要是加速（影响）合金液的凝固并产生塑性变形。分单、双向静压液锻。单向液锻h/d≤5双向液锻h/d>5（2)挤压液锻液锻时，浇入的合金液在凸模作用下迅速流动、充型，接着在高压下凝固和产生少量的塑性变形（1）正挤压液锻。（2）反挤压液锻。（3）复合挤压液锻。液态模锻分类平冲头间接加压（2）异形冲头加压液态模锻工艺方法选择六、液态模锻凹模结构形式六、液态模锻凹模结构形式（1)静压液锻过程分四个阶段：第一阶段－结壳液态金属浇入模具后，由于具有一定粘度，液面呈现凸、凹不平，在静压力作用下迅速压平；合金液在低温模壁强烈散热作用下沿模壁迅速结晶（凝固），形成外壳；随时间增长，外壳层不断增厚，固液相间的温差不断减小，结壳速度逐渐减慢。壳层在较大温差下迅速结晶形成，壳体较薄，尚未有枝晶形成，组织致密、晶粒细小，性能高。（液锻力），仅起压平液面的作用，其在合金液内部产生的压强（比压力）近似为0。压平后的液面高度第三阶段－压力下结晶－塑性变形压力下结晶的结果是结壳，液面下降。在P0作用下，壳体被镦粗（塑性变形），凸模下降重新与液面接触，形成新压强p//，再次出现压力下结晶过程。在此阶段，压力下结晶过程－塑性变形交替进行，直至合金液全部凝固为止，凸模下降h2。第四阶段－塑性变形液态合金全部凝固后，温度下降，液锻件因固态收缩而离开模壁，产生间隙，在足够大的作用下，液锻件产生塑性变形后仍与模壁接触，凸模下降h3。塑性变形量较小，但对锻件的性能、表面质量和尺寸精度起着重要的作用。讨论：获得合格的液锻件，必须施加足够大的液锻力P0，保证四个阶段顺利完成。如果P0不足，会不能完成三、四阶段，在制件芯部会出现枝晶组织，影响性能。（2）挤压液锻过程亦分四个阶段：第一阶段是液体金属在压力下流动、充型并结壳。二、三、四阶段与静压液锻相同。（3）间接液锻过程本质上与1）、2）两种不同，与立式压铸相似，区别在于设计原则与工艺参数不同。分三个阶段第一阶段－压力下充型压力下，一定速度（0.5～15m/s）通过浇道压入型腔，实现充型。（压铸是以高速，约15～70m/s）第二阶段－压力下结晶合金液在惯性力作用下压紧模壁，散热、迅速结壳。第三阶段－压力下结晶压头的压力使合金液产生很大的压强p，在p的作用下合金液完全凝固。液态模锻——成形初期液态模锻——成形中期液态模锻——成形末期挤压力不足时铸件缺陷示意图(P<P0)压力对合金物理参数的影响：合金的熔点、导热率、密度、结晶潜热凝固时体积收缩的合金，如铝、铁、铜、铝－硅等：随压力增加，熔点（凝固点）升高，在其它条件不变时，加大压力可使过冷度增大，加速结晶的进程；
压力下结晶凝固的合金，其组织致密，原子间的平均距离缩短，导热率提高。
以纯铜锭为例:大气压力下凝固时，其导热率为326～335W/(m·K)。在150MPa压力下凝固时，其导热率为352～356W/(m·K)。提高约6％。实验指出，在一定范围内，压力的增加对密度有明显的提高。压力增大，密度增加，在某一压力下达到最大值；继续增加压力，会使金属内部位错增加，其密度反而下降。液态金属的结晶与临界晶核尺寸、形核率、形核功、过冷度及晶粒数有关。凝固时体积收缩合金：增加压力使临界晶核尺寸和形核功减小，有助于晶核生成。压力提高过冷度，有利于成核率。压力还可以破碎长大的枝晶、使其脱落形成新晶核，细化晶粒。凝固时体积膨胀合金，相反。压力使合金液凝固过程十分迅速，合金液的元素来不及分解、扩散，偏析现象大为减少，尤其是比重偏析。实践中发现，在液锻件厚大部位的中心处常常发现低熔点共晶富集，异常偏析。压力可增加气体在合金液中的溶解度，并可阻止合金液的气体析出，防止液锻件产生气孔、针孔等。（1）比压力比压力p是指液锻时，液锻力作用在合金液上所形成的压强。它与液锻力