CN102836939A - 铝或铝合金的锻造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铝或铝合金的锻造方法，其包括以下步骤：提供铝或铝合金坯料；提供一锻造模具，该锻造模具包括上模和下模，该上模和下模具有独立的加热装置和温度控制装置；将铝合金坯料放入锻造模具对铝或铝合金坯料进行锻造，且锻造过程中保持上模和下模的温度差为100-350℃。由此方法制得的铝或铝合金锻件组织性能良好，精度高，良率高，适于工业化生产。

Description

铝或铝合金的锻造方法
技术领域
本发明涉及一种铝或铝合金的锻造方法，尤其涉及尺寸精密的铝或铝合金产品的锻造方法。
背景技术
锻造是指在锻压设备及工(模)具的作用下，使坯料产生塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法。等温锻造是一种精密的锻造方法，是指将锻坯放入锻造模具中，锻造过程中要加热锻造模具并保持锻坯变形的温度。
等温锻造锻造出的零件尺寸和精度较好。对于成型有尺寸较小且壁薄的凸台的铝合金锻件，如铝合金材质的手机零部件，脱模时，通常需要使用顶杆对准凸台使铝合金锻件被顶出，然而由于此时铝合金锻件温度较高且强度较低，壁薄处在顶出过程中很容易发生二次变形，从而降低了锻件产品的精度和良率。
发明内容
有鉴于此，提供一种有效解决上述问题的铝或铝合金的锻造方法。
一种铝或铝合金的锻造方法，其包括以下步骤：
提供铝或铝合金坯料；
提供一锻造模具，该锻造模具包括上模和下模，该上模和下模均设置有加热装置和温度控制装置；
将铝或铝合金坯料放入锻造模具中；
对锻造模具的上模和下模分别进行加热，如果脱模时锻件位于上模，则使上模的温度低于下模的温度，并使下模的温度为300-420℃；如果脱模时锻件位于下模，则使下模的温度低于上模的温度，并使上模的温度为300-420℃，所述上模与下模的温度差为100-350℃；
对铝或铝合金坯料进行锻造，锻造过程中保持上模与下模的温度差为100-350℃；
开模，使铝或铝合金锻件脱模。
本发明所述锻造方法，通过在锻造过程中控制上下模保持一定的温度差，由于整个成型过程是在一定的温度梯度条件下完成，且脱模时锻件位于温度较低的模具一方，整体强度相对等温锻造时有所提高，因此脱模时避免了使锻件发生二次变形，保证了锻件尺寸的精度，由此方法制得的铝合金锻件组织性能良好，精度高，良率高，适于工业化生产。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例锻造模具的结构示意图；
图2为本发明一较佳实施例锻件示意图；
图3为本发明一较佳实施例锻件被锻前的内部组织金相图；
图4为本发明一较佳实施例锻件的内部组织金相图。
主要元件符号说明
锻造模具 100
上模 10
下模 20
第一加热体 11
第一温控器 13
第二加热体 21
第二温控器 23
顶杆 25
锻件 200
圆柱凸台 210
方柱凸台 220
加强筋 230
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明所述的锻造方法主要针对尺寸精密的铝或铝合金产品的锻造，当然，本发明的方法同样适用于其他类型材料，如镁或镁合金等。
请参阅图1，本发明一较佳实施方式锻造方法使用的锻造模具100，包括上模10和下模20。上模10设置有第一加热体11及第一温控器13，下模20设置有第二加热体21及第二温控器23，本锻造模具100对上模10和下模20分别进行温度控制。该下模20还设置有二顶杆25，用以顶出锻件。该顶杆25也可根据需要设置于上模10，且顶杆25的数量也可根据需要而增加。
本发明一较佳实施方式锻造方法的步骤为：
(a) 提供一铝或铝合金坯料并对其进行预加工。该预加工方法可为铣削、冲压、激光切割中的一种或多种。
(b) 对锻造模具100的上模10和下模20分别进行加热。如果脱模时锻件位于上模10，则设置上模10的温度低于下模20的温度，此时下模20的温度约为300-420℃；如果脱模时锻件位于下模20，则设置下模20的温度低于上模10的温度，此时上模10的温度约为300-420℃。上模10与下模20的温度差约为100-350℃。
(c) 将铝或铝合金坯料放入锻造模具100的下模20。所述铝或铝合金坯料放入锻造模具100前可以进行预热，也可以不预热而直接在锻造模具100中被加热。
(d) 将上模10与下模20合模，使用油压机或锻压机对锻造模具100进行冲击或挤压，使锻造模具100中的铝或铝合金坯料发生塑性变形，直至达到锻件设计尺寸，且锻造过程中保持上模10和下模20的温度差为100-350℃。
若锻件壁薄且结构复杂，可适当延长锻造时间并增大上下模具的温度差。
(e) 上下模开模，对锻件进行脱模。
下面通过实施例来对本发明进行具体说明。
实施例
坯料选用牌号为5052的铝合金材料，坯料的尺寸为50×43×5(mm)。
设定上模10的温度为360-380℃，设定下模20的温度为160-180℃，上下模温度差为100-200℃，使用油压机对锻造模具100进行冲击或挤压，锻造时间为1-2min。
请参阅图2，锻件200上锻造成型有多个圆柱凸台210，方柱凸台220和加强筋230，其中圆柱凸台210的最小尺寸可为1mm2(底面积)×10mm (高)，加强筋230的尺寸为1.3mm (宽)×7mm (高)。
本实施例的锻件脱模后，锻件上的圆柱凸台210和方柱凸台220均未发生变形，尺寸精度高。
对所得的锻件进行性能检测：
锻件外观未发现锻造裂纹。
经对锻件成型前后的硬度进行检测发现，锻件成型前后材料硬度基本没有变化，说明变形均匀。
从图3和图4所示的锻件成型前后的内部金相组织图可知：锻件组织分布均匀，且被锻前后没有发现明显的组织变化，说明没有应力集中的现象。
本发明所述锻造方法，通过在锻造过程中控制上下模保持一定的温度差，由于整个成型过程是在一定的温度梯度条件下完成，且脱模时锻件位于温度较低的模具一方，整体强度相对等温锻造时有所提高，因此脱模时避免了使锻件发生二次变形，保证了锻件尺寸的精度，由此方法制得的铝合金锻件组织性能良好，精度高，良率高，适于工业化生产。

Claims (7)

1.一种铝或铝合金的锻造方法，其包括以下步骤：
提供铝或铝合金坯料；
提供一锻造模具，该锻造模具包括上模和下模，该上模和下模均设置有加热装置和温度控制装置；
将铝或铝合金坯料放入锻造模具中；
对锻造模具的上模和下模分别进行加热，加热方式为：如果脱模时锻件位于上模，则使上模的温度低于下模的温度，并使下模的温度为300-420℃；如果脱模时锻件位于下模，则使下模的温度低于上模的温度，并使上模的温度为300-420℃，所述上模与下模的温度差为100-350℃；
对铝或铝合金坯料进行锻造，锻造过程中保持上模与下模的温度差为100-350℃；
开模，使铝或铝合金锻件脱模。
2.如权利要求1所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：该方法还包括锻造前对铝或铝合金坯料进行预加工。
3.如权利要求2所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：该预加工方法为铣削、冲压、激光切割中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：所述铝或铝合金坯料在放入锻造模具中前对该铝或铝合金坯料进行预热。
5.如权利要求1所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：在所述对铝或铝合金坯料进行锻造的步骤之前在所述锻造模具中对该铝或铝合金坯料进行预热。
6.如权利要求1所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：该铝或铝合金锻件上形成有凸台。
7.如权利要求6所述的铝或铝合金的锻造方法，其特征在于：该凸台的底面积为1mm2，高为10mm。
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