CN115572809A - 一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，包括以下步骤：步骤1、装炉：工作人员根据炉内的有效体积，将待加工铝合金压铸件进行适量装炉；步骤2、设备检查：工作人员检查处理炉内的零件与电热元件，确保其与铝合金压铸件无接触；本发明一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，整体通过预处理、模具结构和工艺流程三个方面去控制铝合金压铸件的回弹形变，步骤1到步骤5通过对待冲压型材进行退火处理，降低其硬度以控制减少压铸时的回弹形变；步骤6到步骤9通过改变模具结构，使内外侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹；步骤10和步骤11通过增加补偿校正工艺或者采取拉力铸造工艺从而降低整体的回弹形变。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金压铸件领域，具体为一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法。
背景技术
随着科技的进步以及环境改善的迫切需求，如何节省能源已经成为一项世界性的课题，对于汽车而言，车身轻量化已经成为世界汽车发展的主要趋势，白车身铝合金板材模具工装的开发与使用在整车生产中逐步占有越来越重要的地位，铝合金材料冲压成型时容易产生较大的回弹变形行为，在冲压过程中易出现尺寸超差，开裂.变薄率超差，起皱等现象，铝制件这种特殊的材料性能给工艺分析和回弹分析以及调试生产带来了很大的困扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的铝合金材料冲压成型时容易产生较大的回弹变形行为，在冲压过程中易出现尺寸超差，开裂.变薄率超差，起皱等现象，给工艺分析和回弹分析以及调试生产带来了很大困扰的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、装炉：工作人员根据炉内的有效体积，将待加工铝合金压铸件进行适量装炉；
步骤2、设备检查：工作人员检查处理炉内的零件与电热元件，确保其与铝合金压铸件无接触；
步骤3、参数配置：工作人员根据待检测铝合金压铸件的硬度从而设定炉内的加热速度和保温时间；
步骤4、送电升温：工作人员打开炉体电源，使得内部待加工铝合金压铸件进行升温处理，升温到指定温度进行保温；
步骤5、降温处理：工作人员往炉内倒入导热性较差介质中，使得铝合金型材以适应速度缓慢冷却；
步骤6、补偿加工：工作人员利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的形状和尺寸，以相反方向的回弹来补偿铝合金压铸件的回弹量；
步骤7、校正加工：改变凸模结构，使校正力集中在压铸变形区，加大铝合金压铸件变形区应力应变状态的改变程度，迫使铝合金型材内外侧同为切向压应力、切向拉应变，从而使内外侧回弹趋势相互抵消；
步骤8、纵向加压：在压铸完成后，工作人员利用模具的突肩在铝合金压铸件的端部纵向加压，使变形区横断面上都受到压应力，卸载时铝合金型材内外侧的回弹趋势相反，从而降低了回弹力，利用这种方法可获得较的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高；
步骤9、升级加工：利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行加工，压铸时铝合金型材随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的，从而减少回弹；
步骤10、补偿校正：加工完后，工作人员对压铸件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以控制回弹量；
步骤11、拉力铸造：采用拉弯工艺，铝合金型材在弯曲变形的过程中受到了切向拉深力的作用，施加的拉深力应使变形区内的合成应力大于材料的屈服极限，中性层内侧压应变转化为拉应变，即铝合金型材的整个横断面都处于塑性拉深变形的范围，卸载后内外两侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤1中装炉之前对待装炉压铸件的尖角、开眼等容易开裂的部位采用包扎铁皮等防护措施。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤1中每炉型材装炉的有效体积小于炉内体积一半，避免出现加热不完全的情况。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤3中通过洛氏硬度计检测铝合金压铸件的硬度，从而设定合理的临界温度。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤3中同一处理炉装有不同厚度零件时，应按最大厚度确定加热保温时间，厚度相差大于10mm的待压铸型材不应同炉处理。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤4中处理炉在对待加工铝合金压铸件进行送电升温操作过程中不得随意打开炉门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：整体通过预处理、模具结构和工艺流程三个方面去控制铝合金压铸件的回弹形变，步骤1到步骤5通过对待冲压型材进行退火处理，使其缓慢冷却以获得接近平衡状态的稳定的组织，降低其硬度以控制减少压铸时的回弹形变，压铸后再进行后续淬硬；步骤6到步骤9通过改变模具结构，使内外侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹；步骤10和步骤十一通过增加补偿校正工艺或者采取拉力铸造工艺从而降低整体的回弹形变力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、装炉：工作人员根据炉内的有效体积，将待加工铝合金压铸件进行适量装炉，装炉时必须轻拿轻放，防止型材划伤及变形；
步骤2、设备检查：工作人员检查处理炉内的零件与电热元件，确保其与铝合金压铸件无接触，铝合金压铸片在进行叠放时，允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm；
步骤3、参数配置：工作人员根据待检测铝合金压铸件的硬度从而设定炉内的加热速度和保温时间；
步骤4、送电升温：工作人员打开炉体电源，使得内部待加工铝合金压铸件进行升温处理，升温到指定温度进行保温；
步骤5、降温处理：工作人员往炉内倒入导热性较差介质中，使得铝合金型材以适应速度缓慢冷却，降温后出炉时特别小心，应尽量在炉中垂直吊挂加热，或可设计专用热处理夹具、防护罩或框架等工装，以免变形；
步骤6、补偿加工：工作人员利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的形状和尺寸，以相反方向的回弹来补偿铝合金压铸件的回弹量，将回弹角做在凹模上，使凹模的工作部分具有一定斜度，双角弯曲时，可以将弯曲凸模两侧修去回弹角，并保持弯曲模的单面间隙等于料厚，促使铝合金型材贴住凸模，开模后铝合金型材两侧回弹垂直；
步骤7、校正加工：改变凸模结构，使校正力集中在压铸变形区，加大铝合金压铸件变形区应力应变状态的改变程度，前提为当材料厚度在0.8mm以上，塑性比较好，而且弯曲圆角半径不大时，可以改变凸模结构；
步骤8、纵向加压：在压铸完成后，工作人员利用模具的突肩在铝合金压铸件的端部纵向加压，使变形区横断面上都受到压应力，卸载时铝合金型材内外侧的回弹趋势相反，从而降低了回弹力，利用这种方法可获得较的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高；
步骤9、升级加工：利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行加工；弯曲时金属板料随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的，从而减少回弹；
步骤10、补偿校正：加工完后，工作人员对压铸件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以控制回弹量，通常，当弯曲变形区材料的校正压缩量为板厚的2％～5％时，就可以得到较好的应力应变状态；
步骤11、拉力铸造：采用拉弯工艺，铝合金型材在弯曲变形的过程中受到了切向拉深力的作用，施加的拉深力应使变形区内的合成应力大于材料的屈服极限，中性层内侧压应变转化为拉应变，即铝合金型材的整个横断面都处于塑性拉深变形的范围，卸载后内外两侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹。
优选的，步骤1中装炉之前对待装炉压铸件的尖角、开眼等容易开裂的部位采用包扎铁皮等防护措施，步骤1中每炉型材装炉的有效体积小于炉内体积一半。
优选的，步骤3中通过洛氏硬度计检测铝合金压铸件的硬度，从而设定合理的临界温度，步骤3中同一处理炉装有不同厚度零件时，应按最大厚度确定加热保温时间，厚度相差大于10mm的待压铸型材不应同炉处理。
优选的，步骤4中处理炉在对待加工铝合金压铸件进行送电升温操作过程中不得随意打开炉门。
本发明在使用时：首先要利用处理炉对铝合金型材进行退火处理，工作人员根据炉内的有效体积，将待加工铝合金压铸件进行适量装炉，装炉时必须轻拿轻放，防止型材划伤及变形，工作人员检查处理炉内的零件与电热元件，确保其与铝合金压铸件无接触，铝合金压铸片在进行叠放时，允许点及较少的线接触，避免面接触，叠放间隙不小于10mm，工作人员根据待检测铝合金压铸件的硬度从而设定炉内的加热速度和保温时间，工作人员打开炉体电源，使得内部待加工铝合金压铸件进行升温处理，升温到指定温度进行保温，工作人员往炉内倒入导热性较差介质中，使得铝合金型材以适应速度缓慢冷却，降温后出炉时特别小心，应尽量在炉中垂直吊挂加热，或可设计专用热处理夹具、防护罩或框架等工装，以免变形，退火处理结束后，通过对压铸模具结构进行改造，工作人员利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，双角弯曲时，可以将弯曲凸模两侧修去回弹角，并保持弯曲模的单面间隙等于料厚，促使铝合金型材贴住凸模，开模后铝合金型材两侧回弹垂直，修正凸模和凹模工作部分的形状和尺寸，以相反方向的回弹来补偿铝合金压铸件的回弹量，改变凸模结构，使校正力集中在压铸变形区，加大铝合金压铸件变形区应力应变状态的改变程度，前提为当材料厚度在0.8mm以上，塑性比较好，而且弯曲圆角半径不大时，可以改变凸模结构，减少回弹量，在压铸完成后，工作人员利用模具的突肩在铝合金压铸件的端部纵向加压，使变形区横断面上都受到压应力，卸载时铝合金型材内外侧的回弹趋势相反，从而降低了回弹力，利用这种方法可获得较的弯边尺寸，但对毛坯精度要求较高，利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行加工，压铸时铝合金型材随着凸模逐渐进入聚氨酯凹模，激增的弯曲力将会改变圆角变形区材料的应力应变状态，达到类似校正弯曲的，从而减少回弹，整体加工完成后，工作人员对压铸件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以控制回弹量，或者改变铸造方式，通过拉力铸造，采用拉弯工艺，铝合金型材在弯曲变形的过程中受到了切向拉深力的作用，施加的拉深力应使变形区内的合成应力大于材料的屈服极限，中性层内侧压应变转化为拉应变，即铝合金型材的整个横断面都处于塑性拉深变形的范围，卸载后内外两侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹，大曲率半径弯曲件的拉弯可以在拉弯机上进行，拉弯时，弯曲变形与拉深的先后次序对回弹量有一定影响，先弯后拉比先拉后弯好，但先弯后拉会使已弯坯料与模具摩擦加大，拉力难以有效地传递到各部分，因此实际生产中采用“拉+弯+拉”的复合工艺方法，对一般小型弯曲冲压件而言，可采用在毛坯直边部分加压边力限制非变形区材料的流动，或者减小凸、凹模间隙，使变形区的材料作变薄挤压拉深的方法，以增加变形区的拉应变。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、装炉：工作人员根据炉内的有效体积，将待加工铝合金压铸件进行适量装炉；
步骤2、设备检查：工作人员检查处理炉内的零件与电热元件，确保其与铝合金压铸件无接触；
步骤3、参数配置：工作人员根据待检测铝合金压铸件的硬度从而设定炉内的加热速度和保温时间；
步骤4、送电升温：工作人员打开炉体电源，使得内部待加工铝合金压铸件进行升温处理，升温到指定温度进行保温；
步骤5、降温处理：工作人员往炉内倒入导热性较差介质中，使得铝合金型材以适应速度缓慢冷却；
步骤6、补偿加工：工作人员利用弯曲件不同部位回弹方向相反的特点，按预先估算或试验所得的回弹量，修正凸模和凹模工作部分的形状和尺寸，以相反方向的回弹来补偿铝合金压铸件的回弹量；
步骤7、校正加工：改变凸模结构，使校正力集中在压铸变形区，加大铝合金压铸件变形区应力应变状态的改变程度；
步骤8、纵向加压：在压铸完成后，工作人员利用模具的突肩在铝合金压铸件的端部纵向加压，使变形区横断面上都受到压应力，卸载时铝合金型材内外侧的回弹趋势相反，从而降低了回弹力；
步骤9、升级加工：利用聚氨酯凹模代替刚性金属凹模进行加工；
步骤10、补偿校正：加工完后，工作人员对压铸件施加较大的校正压力，可以改变其变形区的应力应变状态，以控制回弹量；
步骤11、拉力铸造：采用拉弯工艺，铝合金型材在弯曲变形的过程中受到了切向拉深力的作用，施加的拉深力应使变形区内的合成应力大于材料的屈服极限，中性层内侧压应变转化为拉应变，即铝合金型材的整个横断面都处于塑性拉深变形的范围，卸载后内外两侧的回弹趋势相互抵消，从而减少回弹。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于：步骤1中装炉之前对待装炉压铸件的尖角、开眼等容易开裂的部位采用包扎铁皮等防护措施。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于：步骤1中每炉型材装炉的有效体积小于炉内体积一半。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于：步骤3中通过洛氏硬度计检测铝合金压铸件的硬度，从而设定合理的临界温度。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于：步骤3中同一处理炉装有不同厚度零件时，应按最大厚度确定加热保温时间，厚度相差大于10mm的待压铸型材不应同炉处理。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金薄壁压铸件回弹形变的控制方法，其特征在于：步骤4中处理炉在对待加工铝合金压铸件进行送电升温操作过程中不得随意打开炉门。
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