鋁合金鍛造技術(shù)

1 概論

1．1 鍛壓生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位及鋁合金鍛件的特點(diǎn)與應(yīng)用

1．1．1 鍛壓生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)中的重要地位

1．1．2 鋁合金鍛壓件的特性及應(yīng)用領(lǐng)域

1．2 鍛壓生產(chǎn)發(fā)展概況及鋁合金鍛壓技術(shù)發(fā)展水平

1．2．1 鍛壓生產(chǎn)的發(fā)展歷史

1．2．2 鋁合金鍛壓生產(chǎn)與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及水平分析

1．2．3 鋁合金鍛壓生產(chǎn)與技術(shù)的發(fā)展趨向

1．3 鋁合金鍛壓件的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用前景分析

1．3．1 鋁合金鍛壓件的生產(chǎn)、消費(fèi)情況分析

1．3．2 市場(chǎng)需求及應(yīng)用前景分析

1．4 鍛壓生產(chǎn)用鋁合金及其鍛造工藝性能與可鍛壓性

1．4．1 常用的鍛造鋁合金

1．4．2 鋁合金的鍛造工藝性能

1．4．3 鋁合金的可鍛性分析

1．5鋁合金鍛壓成形的基本原理、特點(diǎn)與分類

1．5．1鋁合金鍛壓成形的基本原理

1．5．2鋁合金鍛壓成形的特點(diǎn)

1．5．3鋁合金鍛壓的主要方式及分類

1．6 鋁合金鍛壓生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)及主要工藝條件

1．6．1 金屬塑性變形機(jī)理

1．6．2 鋁合金鍛壓成形過程中的金屬流動(dòng)特征

1．6．3 鋁合金鍛壓成形過程中變形區(qū)的受力狀態(tài)及力能計(jì)算

1．6．4 鋁合金鍛壓成形過程中的溫度、速度與變形程度的變化

1．6．5 鋁合金鍛壓成形過程中的摩擦與潤(rùn)滑

1．6．6 鋁合金鍛壓過程中組織與性能的變化

1．7 鋁合金鍛壓生產(chǎn)的工藝方案、基本工序、生產(chǎn)工藝流程及主要工藝參數(shù)的確定原則

1．7．1 鋁合金鍛壓生產(chǎn)的工藝方案、基本工序及其特點(diǎn)

1．7．2 擬訂工藝方案(生產(chǎn)工藝流程)的步驟

1．7．3 鋁合金鍛壓生產(chǎn)的主要工藝參數(shù)及其確定原則與舉例

2 鋁合金自由鍛造技術(shù)

2．1 概述

2．1．1 鋁合金自由鍛造的特點(diǎn)

2．1．2 常用鍛造的鋁合金及其加工特性

2．1．3 自由鍛件分類

2．1．4 鋁合金自由鍛造用原材料

2．2 自由鍛造前的準(zhǔn)備

2．2．1 鑄錠均勻化退火

2．2．2 坯料準(zhǔn)備

2．2．3 鍛造用工模具的準(zhǔn)備

2．2．4 坯料加熱

2．3 自由鍛造基本工序分析

2．3．1 自由鍛造工序分類

2．3．2 鐓粗

2．3．3 拔長(zhǎng)

2．3．4 沖孔工序

2．3．5 擴(kuò)孔

2．3．6 芯軸拔長(zhǎng)

2．3．7 彎曲

2．3．8 修整工序

2．3．9 鍛造比的計(jì)算

2．4 自由鍛造的力能計(jì)算

2．4．1 自由鍛液壓機(jī)能力計(jì)算

2．4．2 自由鍛造設(shè)備噸位計(jì)算與選擇

2．5 自由鍛工藝過程的設(shè)計(jì)與工藝卡片的編制

2．5．1 鍛件圖的設(shè)計(jì)及余量與公差標(biāo)準(zhǔn)的確定

2．5．2 確定原始毛坯的質(zhì)量和尺寸

2．5．3 制定鍛造變形工藝

2．5．4 編寫工藝卡片

3 鋁合金模鍛技術(shù)

3．1 鋁合金模鍛件的分類

3．2 鋁合金模鍛件設(shè)計(jì)

3．2．1 鋁合金模鍛件設(shè)計(jì)的原則

3．2．2 模鍛件設(shè)計(jì)的主要工藝結(jié)構(gòu)要素

3．2．3 分模線的選擇與流線特征

3．2．4 模鍛斜度(拔模斜度)

3．2．5 圓角半徑

3．2．6 沖孔連皮

3．2．7 腹板厚度、筋與筋間距

3．2．8 模鍛件的余量與公差的確定

3．2．9 模鍛件的結(jié)構(gòu)分析

3．2．10 模鍛件設(shè)計(jì)的其他技術(shù)要素的確定

3．3 鋁合金模鍛鍛模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

3．3．1 鍛模設(shè)計(jì)的步驟和原則

3．3．2 鋁合金鍛模的設(shè)計(jì)

3．3．3 鋁合金鍛模的制造技術(shù)

3．4 鋁合金模鍛工藝

3．4．1 概述

3．4．2 鋁合金模鍛工藝及操作要點(diǎn)

3．5 鋁合金典型模鍛件模鍛技術(shù)及工藝過程舉例

3．5．1 大型鋁合金鍛件的液壓機(jī)模鍛技術(shù)研發(fā)與舉例

3．5．2 鋁合金小型構(gòu)件的機(jī)械壓力機(jī)模鍛技術(shù)研發(fā)與舉例

3．5．3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的模鍛技術(shù)

3．5．4 小型構(gòu)件的摩擦壓力機(jī)模鍛技術(shù)研發(fā)與舉例

3．6 鋁合金鍛件的主要缺陷及鍛壓過程的產(chǎn)品質(zhì)量控制

3．6．1 鍛件的主要缺陷

3．6．2 鍛件的質(zhì)量控制

4 鋁合金鍛件熱處理

4．1 概查

4．1．1 熱處理的目的

4．1．2 熱處理的分類

4．1．3 變形鋁合金主要強(qiáng)化方式

4．1．4 熱處理的加熱、保溫和冷卻

4．1．5 鋁合金熱處理的特點(diǎn)

4．2 鋁合金均勻化退火

4．2．1 鋁合金均勻化退火的目的及作用

4．2．2 鋁合金均勻化退火過程及組織變化

4．2．3 鋁合金均勻化退火制度

4．3 鋁合金鍛件退火工藝制度

4．3．1 坯料退火

4．3．2 再結(jié)晶退火(中間退火)

4．3．3 成品退火

4．3．4 退火操作過程中注意事項(xiàng)

4．4 固溶處理(淬火)

4．4．1 鋁合金固溶處理的特點(diǎn)與目的

4．4．2 淬火加熱溫度

4．4．3 鋁合金過燒溫度及其影響因素

4．4．4 固溶處理保溫時(shí)間的選擇

4．4．5 淬火冷卻速度

4．4．6 熱處理變形及其消除方法

4．4．7 階段淬火

4．4．8 強(qiáng)化固溶

4．4．9 淬火與時(shí)效的間隔時(shí)間

4．4．10 淬火過程中的注意事項(xiàng)

4．5 時(shí)效

4．5．1 鋁合金時(shí)效概述

4．5．2 鋁合金的時(shí)效過程

4．5．3 過飽和固溶體的分解過程及析出相的形成序列

4．5．4 時(shí)效理論的應(yīng)用

4．5．5 鋁合金時(shí)效的影響因素

4．5．6 其他時(shí)效熱處理方式

4．5．7 常用鋁合金鍛件時(shí)效工藝

4．6 鋁合金鍛件的熱處理設(shè)備簡(jiǎn)述

4．6．1 熱處理加熱設(shè)備

4．6．2 熱處理輔助設(shè)備

4．7 變形鋁合金熱處理狀態(tài)代號(hào)及其表示方法

4．7．1 基本狀態(tài)代號(hào)

4．7．2 細(xì)分狀態(tài)代號(hào)

4．7．3 原狀態(tài)代號(hào)與新狀態(tài)代號(hào)的對(duì)照

5 常用鋁合金鍛壓設(shè)備

5．1 概述

5．2 鍛壓設(shè)備的分類

5．2．1 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛壓設(shè)備

5．2．2 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的鍛壓設(shè)備

5．3 幾種主要鍛壓設(shè)備的特性

5．3．1 鍛錘

5．3．2 熱模鍛壓力機(jī)

5．3．3 旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)

5．3．4 平鍛機(jī)

5．3．5 液壓機(jī)

5．3．6 螺旋壓力機(jī)

5．3．7 曲柄壓力機(jī)

5．3．8 輥鍛機(jī)

5．3．9 其他鍛壓機(jī)

5．4 鋁合金鍛壓設(shè)備的發(fā)展概況

5．4．1 概述

5．4．2 鋁合金常用的鍛壓設(shè)備

6 鋁合金鍛壓新技術(shù)及信息化技術(shù)

6．1 鋁合金鍛壓新技術(shù)和新工藝的研發(fā)

6．1．1 鋁合金的冷鍛技術(shù)

6．1．2 鋁合金半固態(tài)模鍛技術(shù)

6．1．3 鋁合金精密模鍛技術(shù)

6．1．4 等溫鍛造

6．1．5 超塑性鍛造

6．1．6 粉末鍛造

6．1．7 液壓模鍛

6．1．8 高速錘鍛造

6．1．9 多向模鍛技術(shù)

6．1．10 旋鍛

6．1．11 輥鍛

6．1．12 楔橫軋

6．1．13 旋壓加工技術(shù)

6．2 鋁合金鍛壓過程的信息化技術(shù)

6．2．1 概述

6．2．2 鍛造工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)

6．2．3 有限元分析概述

6．2．4 金屬塑性成形模擬

6．2．5 鍛造工藝CAD/CAM

6．2．6 鍛造工藝CAE

6．2．7 鋁合金鍛壓過程的信息化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

參考文獻(xiàn)

《鋁合金鍛造技術(shù)》(作者劉靜安、張宏偉、謝水生)是《現(xiàn)代鋁加工生產(chǎn)技術(shù)叢書》之一，詳細(xì)介紹和論述了鋁合金鍛壓方法及工作原理，鍛壓生產(chǎn)工 藝，工模具設(shè)計(jì)與制造，鍛件質(zhì)量控制以及常用的鍛壓設(shè)備等，全書共分6章，包括：概論，鋁合金自由鍛造技術(shù)，鋁合金模鍛技術(shù)，鋁合金鍛件熱處理，常用鋁合 金鍛壓設(shè)備，鋁合金鍛壓新技術(shù)及信息化技術(shù)等。在內(nèi)容組織和結(jié)構(gòu)安排上，力求理論聯(lián)系實(shí)際，切合生產(chǎn)需要，突出實(shí)用性、先進(jìn)性和行業(yè)特色，為讀者提供一本 實(shí)用的技術(shù)著作。《鋁合金鍛造技術(shù)》是鋁加工生產(chǎn)企業(yè)工程技術(shù)人員必備的技術(shù)讀物，也可供從事有色金屬材料與加工的科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面的 技術(shù)人員與管理人員使用，同時(shí)可作為大專院校有關(guān)專業(yè)師生的參考書。

《中國有色金屬叢書:鋁合金鍛造生產(chǎn)》系統(tǒng)論述了鋁合金鍛造的基本原理、工藝、缺陷及廢品分析、模具選擇及制造、設(shè)備等，同時(shí)介紹了國內(nèi)外有關(guān)鋁合金鍛造生產(chǎn)的新工藝、新技術(shù)?！吨袊猩饘賲矔?鋁合金鍛造生產(chǎn)》共分10章：概述；鋁合金鍛造技術(shù)基礎(chǔ)；鋁合金自由鍛造；鋁合金模鍛；鋁合金鍛件熱處理；鋁合金鍛件的缺陷分析與制量控制；鋁合金鍛造模具；特種鍛造工藝；鍛壓設(shè)備；鍛造生產(chǎn)中的安全與環(huán)保。

第1章緒論……1

1.1鍛造生產(chǎn)的特點(diǎn)及鋁合金鍛件的應(yīng)用領(lǐng)域……1

1.1.1鍛造生產(chǎn)的特點(diǎn)……1

1.1.2鋁合金鍛件的應(yīng)用領(lǐng)域……2

1.2鍛造方法分類及工藝流程……2

1.2.1鍛造方法分類……2

1.2.2鍛造工藝流程……4

1.3鍛造生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)……4

1.3.1我國鍛造生產(chǎn)的現(xiàn)狀及與發(fā)達(dá)國家的比較……4

1.3.2鍛造生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)……5

第2章鋁合金鍛造技術(shù)基礎(chǔ)……6

2.1鋁合金的鍛造工藝性能……6

2.1.1鋁合金的鍛造工藝性能特點(diǎn)……6

2.1.2鋁合金的可鍛性指標(biāo)及影響因素……7

2.2鋁合金的鍛壓生產(chǎn)的主要工藝參數(shù)……11

2.2.1鋁合金的鍛造溫度范圍……11

2.2.2變形速度……15

2.2.3變形程度……16

2.2.4應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)……21

2.2.5鍛造變形力……22

2.3鋁合金的鍛造方式……22

2.3.1自由鍛造……22

2.3.2胎膜鍛造……23

2.3.3模型鍛造……23

第3章鋁合金自由鍛造……24

3.1概述……24

3.1.1自由鍛造的特點(diǎn)……24

3.1.2常用于鍛造的鋁合金及其加工特性……25

3.1.3自由鍛件分類……25

3.2自由鍛造前的準(zhǔn)備……26

3.2.1自由鍛造坯料類型……26

3.2.2坯料準(zhǔn)備……27

3.2.3工模具準(zhǔn)備……28

3.2.4坯料加熱……29

3.3自由鍛造基本工序分析……31

3.3.1工序分類……31

3.3.2鐓粗……31

3.3.3拔長(zhǎng)……39

3.3.4沖孔工序……45

3.3.5擴(kuò)孔……49

3.3.6芯軸拔長(zhǎng)……52

3.3.7彎曲……55

3.3.8修整……55

3.3.9鍛造比……56

3.4自由鍛造壓力計(jì)算……57

3.4.1理論計(jì)算法……57

3.4.2經(jīng)驗(yàn)類比法……58

3.5自由鍛工藝……60

3.5.1鍛件圖的設(shè)計(jì)及余量與偏差標(biāo)準(zhǔn)的確定……60

3.5.2確定原始毛坯的質(zhì)量和尺寸……63

3.5.3制定鍛造變形工藝……65

3.5.4編寫工藝卡片……68

3.6胎模鍛造……68

3.6.1胎模鍛造的特點(diǎn)……68

3.6.2胎模鍛件的分類……68

3.6.3胎模分類及應(yīng)用……69

3.6.4胎模設(shè)計(jì)……73

3.6.5胎模鍛工藝……74

第4章鋁合金模鍛技術(shù)……76

4.1概述……76

4.1.1生產(chǎn)方法及特點(diǎn)……76

4.1.2模鍛件的分類……78

4.1.3工藝過程及技術(shù)內(nèi)容……80

4.1.4基本技術(shù)資料……80

4.2模鍛件圖設(shè)計(jì)……81

4.2.1設(shè)計(jì)步驟及因素……81

4.2.2工藝結(jié)構(gòu)要素……81

4.2.3分模面的選擇……83

4.2.4偏差及機(jī)械加工余量……87

4.2.5模鍛斜度……94

4.2.6圓角半徑……99

4.2.7沖孔連皮……101

4.2.8腹板厚度、肋與肋間距……103

4.2.9模鍛件圖的繪制……106

4.2.10模鍛件技術(shù)要求的內(nèi)容……109

4.3模鍛工藝……109

4.3.1模鍛成形原理……109

4.3.2制定模鍛工藝依據(jù)……111

4.3.3模鍛工藝過程的組成及工藝流程……111

4.3.4生產(chǎn)準(zhǔn)備……112

4.3.5成形工序……117

4.3.6潤(rùn)滑……121

4.3.7模鍛變形后工序……122

4.4設(shè)備壓力的確定……124

4.4.1模鍛錘壓力的確定……124

4.4.2液壓機(jī)壓力計(jì)算……124

4.4.3熱模鍛曲柄壓力機(jī)的壓力計(jì)算……126

4.4.4摩擦壓力機(jī)壓力計(jì)算……126

4.5典型鍛造工藝過程舉例……127

第5章鋁合金鍛件熱處理……130

5.1鋁合金鍛件熱處理的特點(diǎn)……130

5.2鋁合金鍛件退火工藝制度……130

5.3鋁合金鍛件固溶熱處理……131

5.3.1淬火時(shí)的冷卻介質(zhì)及其溫度……132

5.3.2冷卻介質(zhì)溫度……132

5.3.3其他影響因素……133

5.3.4淬火殘余應(yīng)力及其消除方法……133

5.3.5淬火過程中的注意事項(xiàng)……135

5.4時(shí)效……135

5.4.1常用鋁合金鍛件時(shí)效工藝……136

5.4.2鋁合金鍛件時(shí)效工藝及操作要點(diǎn)……136

5.5鋁合金鍛件熱處理設(shè)備簡(jiǎn)介……137

5.5.1熱處理加熱設(shè)備……137

5.5.2熱處理輔助設(shè)備及輔助材料……140

第6章鋁合金鍛件的缺陷分析與質(zhì)量控制……142

6.1鋁合金鍛件缺陷分析……142

6.1.1缺陷分類……142

6.1.2原材料引起的缺陷……143

6.1.3下料過程中產(chǎn)生的缺陷……146

6.1.4加熱過程中缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施……146

6.1.5鍛造過程中缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施……147

6.1.6熱處理缺陷……156

6.1.7其他工序產(chǎn)生的缺陷……159

6.2質(zhì)量控制內(nèi)容及方法……164

6.2.1質(zhì)量控制責(zé)任……165

6.2.2質(zhì)量控制內(nèi)容……165

6.2.3質(zhì)量控制方法……166

6.3質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容和方法……169

6.3.1質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容……169

6.3.2鋁合金鍛件質(zhì)量檢驗(yàn)……171

第7章鋁合金鍛造模具……190

7.1概述……190

7.1.1分類……190

7.1.2基本結(jié)構(gòu)……190

7.1.3鍛模的特點(diǎn)……191

7.2鍛模設(shè)計(jì)……191

7.2.1一般要求及步驟……191

7.2.2終鍛模膛設(shè)計(jì)……192

7.2.3預(yù)鍛型槽……197

7.2.4制坯模膛……202

7.2.5鍛模結(jié)構(gòu)……204

7.3鍛模制造及檢驗(yàn)……214

7.3.1鍛模材料……214

7.3.2模具鋼的檢驗(yàn)……217

7.3.3鍛模制造工藝……217

7.3.4鍛模熱處理……221

7.4鍛模檢驗(yàn)……224

7.4.1模膛的檢驗(yàn)……224

7.4.2鍛模模膛表面粗糙度檢驗(yàn)……224

7.4.3鍛模硬度的檢驗(yàn)……224

7.5鍛模的使用、維護(hù)及管理……225

7.5.1鍛模的使用……225

7.5.2鍛模的維護(hù)……229

7.5.3鍛模的管理……229

7.6鍛模的失效及提高鍛模使用壽命的途徑……230

7.6.1鍛模的失效形式及原因……231

7.6.2提高鍛模使用壽命的措施……232

第8章特種鍛造工藝……237

8.1緒論……237

8.2輥軋……237

8.2.1輥鍛……237

8.2.2楔橫軋……240

8.3輾擴(kuò)成形……241

8.3.1輾擴(kuò)工藝特點(diǎn)……241

8.3.2輾擴(kuò)的工作過程……242

8.3.3輾擴(kuò)工藝分類……242

8.3.4輾擴(kuò)主要工藝參數(shù)和設(shè)備規(guī)格的確定……242

8.4旋轉(zhuǎn)鍛造……243

8.4.1旋轉(zhuǎn)鍛造的特點(diǎn)……244

8.4.2旋轉(zhuǎn)鍛造工藝方法分類……244

8.5擺動(dòng)輾壓……245

8.5.1工作原理……245

8.5.2工藝特點(diǎn)和應(yīng)用……245

8.5.3工藝的分類……246

8.6多向模鍛……246

8.6.1多向模鍛工作過程和工藝特點(diǎn)……247

8.6.2成形工藝和設(shè)備……247

8.6.3鍛模設(shè)計(jì)……248

8.7等溫模鍛……249

8.7.1工藝特點(diǎn)……249

8.7.2適用范圍……250

8.7.3工藝裝備……250

8.7.4設(shè)計(jì)與制造原則……251

8.8粉末鍛造成形……252

8.9液態(tài)模鍛……252

8.9.1特點(diǎn)及應(yīng)用范圍……253

8.9.2工藝流程及分類……253

8.9.3主要工藝參數(shù)……254

8.9.4對(duì)設(shè)備的要求……255

8.10其他鍛造新技術(shù)……255

8.10.1無飛邊模鍛……255

8.10.2閉塞鍛造……256

8.10.3超塑性鍛造……256

8.10.4旋壓成形技術(shù)……258

第9章鍛壓設(shè)備……259

9.1概述……259

9.2鍛壓設(shè)備的分類……259

9.3幾種主要鍛壓設(shè)備的特性……260

9.3.1鍛錘類鍛壓設(shè)備……260

9.3.2熱模鍛壓力機(jī)……271

9.3.3平鍛機(jī)……273

9.3.4液壓機(jī)……275

9.3.5螺旋壓力機(jī)……287

9.3.6特種鍛壓設(shè)備……289

9.4鍛造常用輔助設(shè)備……299

9.4.1加熱設(shè)備……299

9.4.2熱處理設(shè)備……300

9.4.3矯直設(shè)備……302

9.4.4鍛造輔助設(shè)備……302

第10章鍛造生產(chǎn)中的安全與環(huán)?！?05

10.1概述……305

10.2鍛造生產(chǎn)過程中的安全隱患……305

10.3鍛造生產(chǎn)安全技術(shù)準(zhǔn)則及要求……306

10.3.1鍛造生產(chǎn)安全操作技術(shù)一般準(zhǔn)則及要求……306

10.3.2鍛造生產(chǎn)安全技術(shù)簡(jiǎn)介……308

10.4污染物主要來源、危害及治理……314

10.4.1震動(dòng)的主要來源、危害及治理……314

10.4.2噪聲的主要來源、危害及治理……314

10.4.3工業(yè)廢水、廢氣及粉塵的主要來源、危害及治理……316

10.4.4熱污染的主要來源、危害及治理……318

參考文獻(xiàn)……320 2100433B

2020年7月21日，《變形鋁合金精密鍛造—工藝規(guī)范》發(fā)布。

2021年2月1日，《變形鋁合金精密鍛造—工藝規(guī)范》實(shí)施。