CN112475165A - 一种铝合金模锻件热压、冷压工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于加工大弧面铝合金模锻件，包括：步骤S1：获取坯料；步骤S2：采用模具上模和模具下模，将坯料热压加工至第一尺寸；第一尺寸大于产品尺寸，且第一尺寸与产品尺寸之差为产品的热膨胀量与冷变形量之和；步骤S3：待坯料冷却至预设温度后，在模具上模和坯料之间放置板体中间件，并与模具下模配合对坯料冷压加工至目标尺寸；步骤S4：开模后，获得产品。本发明所提供的工艺，利用尺寸加工差值的确定，并利用中间件的板体结构，对坯料冷压加工至目标尺寸，该工艺仅需利用一套模具即可实现热压和冷压两道工序，该工艺加工而成的产品锻件综合性能优良、机加工变形量可控，满足市场需求，并且有效节省成本。

Description

一种铝合金模锻件热压、冷压工艺

技术领域

本发明涉及模锻件加工方法领域，特别是涉及一种铝合金模锻件热压、冷压工艺。

背景技术

模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法，在铝合金的生产工艺中，模锻加工非常普遍。

现有技术中，对性能及尺寸要求严格的大弧面铝合金模锻件的成型，往往需要两套模具：一套热压模具，为了满足模锻件的成型；一套冷压模具，为了控制模锻件尺寸精度及消除模锻件的残余应力。现有的铝合金模锻件的热压模具按其热锻件设计并预留一定的冷变形量，锻件冷压模具按照产品铝合金模锻件设计。

然而，现有技术中，由于需要采用两套模具，不仅导致模锻件的设计、制造周期加倍，并且需要花费两套模具的费用，大大降低了产品锻件的竞标竞争力。

因此，如何有效提高模锻件的加工效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于提高模锻件的加工效率，降低加工成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于加工大弧面铝合金模锻件，包括以下步骤：

步骤S1：获取坯料；

步骤S2：采用模具上模和模具下模，将所述坯料热压加工至第一尺寸；所述第一尺寸大于产品尺寸，且所述第一尺寸与所述产品尺寸之差为产品的热膨胀量与冷变形量之和；

步骤S3：待所述坯料冷却至预设温度后，在所述模具上模和所述坯料之间放置板体中间件，并与所述模具下模配合对所述坯料冷压加工至目标尺寸；

步骤S4：开模后，获得产品。

优选的，所述步骤S3中，所述中间件为钢板，且所述钢板的厚度与所述产品的厚度方向的冷变形量相同。

优选的，所述模具上模包括上模主体和凸起部，所述凸起部的尺寸相对于所述产品的弧形凹槽的尺寸减少所述产品的热膨胀量与冷变形量之和。

优选的，所述模具上模的模腔设有下沉部，所述凸起部位于所述下沉部内，所述下沉部的外周轮廓与所述产品的周边轮廓相对应。

优选的，所述下沉部的深度为7-8mm。

优选的，所述模具上模和所述模具下模均设有用于与模锻设备限位的模尾凹槽和键槽。

优选的，所述模具上模和所述模具下模还设有位置对应的导柱孔。

优选的，所述模具上模的侧面设有抬模孔。

本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于加工大弧面铝合金模锻件，包括以下步骤：步骤S1：获取坯料；步骤S2：采用模具上模和模具下模，将所述坯料热压加工至第一尺寸；所述第一尺寸大于产品尺寸，且所述第一尺寸与所述产品尺寸之差为产品的热膨胀量与冷变形量之和；步骤S3：待所述坯料冷却至预设温度后，在所述模具上模和所述坯料之间放置板体中间件，并与所述模具下模配合对所述坯料冷压加工至目标尺寸；步骤S4：开模后，获得产品。本发明所提供的工艺，利用所述模具上模和与所述模具下模的配合，利用尺寸加工差值的确定，同时利用所述中间件的板体结构，来对所述坯料冷压加工至目标尺寸，该工艺仅需利用一套模具即可实现热压和冷压两道工序，该工艺加工而成的产品锻件综合性能优良、机加工变形量可控，满足市场需求，并且有效节省成本。

在一种优选实施方式中，所述模具上模的模腔设有下沉部，所述凸起部位于所述下沉部内，所述下沉部的外周轮廓与所述产品的周边轮廓相对应。上述下沉部的设置，通过所述下沉部的边缘轮廓的限制作用，可有效降低该区域金属流动速率，使得铝合金模锻件上表面圆角完全填充。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺一种具体实施方式的流程图；

图2为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺所需加工产品的上表面结构示意图；

图3为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺所需加工产品的下表面结构示意图；

图4为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺中所采用的模具上模的结构示意图；

图5为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺中所采用的模具下模的结构示意图；

其中：100-产品；200-模具上模；201-模尾；202-导柱孔；203-键槽；204-抬模孔；205-下沉部；300-模具下模。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种铝合金模锻件热压、冷压工艺，能够显著提高模锻件的加工效率，降低加工成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺一种具体实施方式的流程图；图2为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺所需加工产品的上表面结构示意图；图3为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺所需加工产品的下表面结构示意图；图4为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺中所采用的模具上模的结构示意图；图5为本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺中所采用的模具下模的结构示意图。

在该实施方式中，铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于加工大弧面铝合金模锻件，尤其适用于主要结构为大弧面且成型过程中金属流动均匀、流畅的铝合金模锻件的开发，包括以下步骤：

步骤S1：获取坯料；

步骤S2：采用模具上模200和模具下模300，将坯料热压加工至第一尺寸；第一尺寸大于产品100尺寸，且第一尺寸与产品100尺寸之差为产品100的热膨胀量与冷变形量之和；方便在降温后以及冷压后，获取准确的产品100尺寸；

步骤S3：待坯料冷却至预设温度后，在模具上模200和坯料之间放置板体中间件，并与模具下模300配合对坯料冷压加工至目标尺寸；中间件可以缩小模具上模200和坯料之间的型腔面积，实现对坯料进一步压缩；

步骤S4：开模后，获得产品100。

本发明所提供的工艺，利用模具上模200和与模具下模300的配合，利用尺寸加工差值的确定，同时利用中间件的板体结构，来对坯料冷压加工至目标尺寸，该工艺仅需利用一套模具即可实现热压和冷压两道工序，该工艺加工而成的产品100锻件综合性能优良、机加工变形量可控，满足市场需求，并且有效节省成本。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，中间件为钢板，且钢板的厚度与产品100的厚度方向的冷变形量相同，具体的，由于本实施例中所提供的工艺适用于的产品100为大弧面铝合金模锻件，优选应用于具有侧边和中间弧形部分的模锻件的加工中，采用钢板作为中间件，在冷压过程中，钢板会跟随模具上模200和坯料的上表面形状发生变化，进而使得模具上模200分割为上模主体和中间件两部分，中间件仅在冷压加工时使用，通过中间件的设置，以及中间件厚度的设定，可以实现热压和冷压两种工艺采用同一套模具。

在上述各实施方式的基础上，模具上模200包括上模主体和凸起部，凸起部用于形成产品100的弧形部分，凸起部的尺寸相对于产品100的弧形凹槽的尺寸减少产品100的热膨胀量与冷变形量之和；具体的，凸起部减薄产品100的热膨胀量与冷变形量之和，具体的数值，应当根据产品100的尺寸设定。

更具体的，模具上模200的模腔轮廓，即凸起部的轮廓，应按产品100锻件上表面轮廓减小一厚度值，该厚度值为产品100模锻件厚度方向上的热膨胀量0.7％及冷变形量3％之和，模具下模300的模腔应与产品100模锻件下表面轮廓一致；优选的，在长、宽方向上，模具上模200及模具下模300应保留足够的余量，保证冷变形过程金属流动均匀、顺畅。该模具实现了对产品100尺寸精度、成形质量、成形载荷的精准控制与残余应力有效消减，达到了节省一套专用模具的目的。

在上述各实施方式的基础上，模具上模200的模腔设有下沉部205，凸起部位于下沉部205内，下沉部205的外周轮廓与产品100的周边轮廓相对应；如图4所示，下沉部205的外边缘轮廓与产品100的周边轮廓尺寸相符，或者略大于产品100的周边轮廓尺寸。

在上述各实施方式的基础上，下沉部205的深度为7-8mm，该深度不宜过大，影响铸坯边缘的流动性，也不宜过浅，起不到良好的限制流动性的作用。

在上述各实施方式的基础上，模具上模200和模具下模300均设有用于与模锻设备限位的模尾201凹槽和键槽203，方便与模具设备的配合使用。

在上述各实施方式的基础上，模具上模200和模具下模300还设有位置对应的导柱孔202；模具上模200和模具下模300的导柱孔202内安装有导柱，实现对模具上模200和模具下模300在合模时的位置限定，防止模具上模200与模具下模300的位置偏移。

在上述各实施方式的基础上，模具上模200的侧面设有抬模孔204，抬模孔204用于将模具上模200抬起，实现开模，或者方便进行下一工序。

在一种具体实施例中，以某大弧面铝合金模锻件为例，该铝合金模锻件厚度基本一致，约为67.5mm，模具上模200的模块尺寸为1350×850×325mm，模具下模300的模块尺寸为1350×850×425mm。模具上模200的模腔轮廓应按产品100锻件上表面轮廓减小一厚度值，该厚度值为产品100模锻件厚度方向上的热膨胀量0.7％及冷变形量3％之和，因此，该铝合金模锻件厚度方向上的热膨胀量及冷变形量分别约为0.5mm、2mm，其模具上模200的模腔应在如图2所示的模锻件上表面轮廓的基础上减薄2.5mm。同时，为了保证铝合金模锻件上轮廓表面圆角完全填充，因此，模具上模200与产品100对应位置的模腔下沉7.5mm，降低该区域金属流动速率，使得铝合金模锻件上表面圆角完全填充；在该铝合金模锻件完成热锻成形之后，在其锻件上表面轮廓与模具上模200之间布置厚度为2mm的钢板，完成锻件的分段多道次冷压。

本实施例所提供的工艺，其采用的模具实现了对产品(100)尺寸精度、成形质量、成形载荷的精准控制与残余应力有效消减，达到了节省一套专用模具的目的。经生产验证，采用该技术的产品(100)锻件综合性能优良、机加工变形量可控，与传统使用热压+冷压两套模具成形技术产生的效果一致。

以上对本发明所提供的铝合金模锻件热压、冷压工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铝合金模锻件热压、冷压工艺，用于加工大弧面铝合金模锻件，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取坯料；

步骤S2：采用模具上模(200)和模具下模(300)，将所述坯料热压加工至第一尺寸；所述第一尺寸大于产品(100)尺寸，且所述第一尺寸与所述产品(100)尺寸之差为产品(100)的热膨胀量与冷变形量之和；

步骤S3：待所述坯料冷却至预设温度后，在所述模具上模(200)和所述坯料之间放置板体中间件，并与所述模具下模(300)配合对所述坯料冷压加工至目标尺寸；

步骤S4：开模后，获得产品(100)。

2.根据权利要求1所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述步骤S3中，所述中间件为钢板，且所述钢板的厚度与所述产品(100)的厚度方向的冷变形量相同。

3.根据权利要求1所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述模具上模(200)包括上模主体和凸起部，所述凸起部的尺寸相对于所述产品(100)的弧形凹槽的尺寸减少所述产品(100)的热膨胀量与冷变形量之和。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述模具上模(200)的模腔设有下沉部(205)，所述凸起部位于所述下沉部(205)内，所述下沉部(205)的外周轮廓与所述产品(100)的周边轮廓相对应。

5.根据权利要求4所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述下沉部(205)的深度为7-8mm。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述模具上模(200)和所述模具下模(300)均设有用于与模锻设备限位的模尾(201)凹槽和键槽(203)。

7.根据权利要求6所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述模具上模(200)和所述模具下模(300)还设有位置对应的导柱孔(202)。

8.根据权利要求6所述的铝合金模锻件热压、冷压工艺，其特征在于，所述模具上模(200)的侧面设有抬模孔(204)。

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