浅谈锻造工艺及铝合金锻造

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铝合金锻造工艺介绍
以深圳XXX实际锻造生产工艺为例，流程图如下：
30-7615-004/005为温锻，30-7615-033为冷锻
温锻
430℃
加温 材料选择 算料/下料 锻造 皮膜软化 锻造 退火
AL 6061/7075
T2回火
冷锻
锻胚检验出货
洗白(酸洗)
粗振/打磨/细振
切边
热处理T4+T6
采用冷切和冷冲生产的锻件 铝合金（超硬铝除外），如 锻件尺寸不大，一般应在冷 态下冲切；叉形锻件，由于 叉口内毛刺不易打磨，最好 用冷切。
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铝合金锻造工艺介绍
切边和冲孔
切边模和冲孔模的主要部件是凸模和凹模

切边时锻件放在凹模刃口上，在凸模推压下，锻件的飞 边背凹模的刃口剪切，由于凸、凹模之间有间隙，所以 在剪切过程中锻件有弯曲、拉伸现象。 切边时，凸模起推压作用，凹模刃口起剪切作用。而冲 孔的情况正好相反，凹模起支承锻件作用，凸模刃口起 剪切作用。
铝合金热处理常识： 对于不能热处理强化的铝合金，如纯铝和防锈铝，只进行退火处理；
对可热处理强化的铝合金，如硬铝、锻铝（6061\7075等）和超硬铝， 淬火时效为最终的热处理形式。
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铝合金锻造工艺介绍
切边和冲孔

锻件毛边一般在1 ～2mm
在开式模锻时，沿分模面的周围有一圈厚度为几毫米的毛边 （飞边），这毛边要在专门的压力机和切边模上切除，这个 工序叫切边。（图a) 锻件上的通孔，一般是在锻模内压出带连皮的盲孔，然后在 冲孔模上冲去连皮，叫冲孔（图b)
浅谈锻造工艺及铝合金锻造
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目录


锻造工艺概述与分类
锻造的定义 锻造的优缺点 锻造的分类


铝合金锻造工艺介绍
铝合金锻造工艺流程 算料与下料 温锻前加温和冷锻前皮膜软化 锻造 热处理T4+T6 切边和冲孔 打磨/振研
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锻造工艺概述与分类
什么是锻造？ 利用材料的可塑性，借助外力产生塑形变形，获得所需形状、 尺寸和一定组织性能的锻件。 锻造的优缺点 优点：锻件内部致密、组织比较均匀、内部没有气孔，可以 做T6热处理和阳极氧化 缺点：需要较大的变形力
常温 80℃以上
3～5min
3min 5～7min
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铝合金锻造工艺介绍
锻造
1. 变形速度和变形程度

铝合金最适宜在低速压力机上锻造。由于铝合金的外摩 擦因数大、流动性差，若变形速度太快，易使锻件产生 起皮、折叠、晶粒结构不均匀和开裂等缺陷。
铝合金变形的临界程度为12～15%，为避免形成粗晶， 变形程度应控制在小于或大于12～15%。
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铝合金锻造工艺介绍
光饰处理——粗振/打磨/细振
目的: 表面光整，去毛刺、倒圆角、光亮抛光、去除合 模线。 粗振：用震动桶粗振，时间2.5h 打磨：用尼龙轮打磨锻件合模线处，打磨时尺寸难控制 ，需要注意重点尺寸的打磨程度

细振：用震动桶细振，时间0.5h左右
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XXX的加热温度为380～430℃
冷锻前皮膜软化：
XXX公司皮膜软化工艺流程：
序号 １ ２ ３ ４ 工序池 315W脱脂剂 清水 硝酸+氢氟酸 清水 温度 70～80℃以上 常温 常温 常温 浸泡时间 2min 2min 3min 2min
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ALBOND铝皮膜处理剂
中和剂 润滑剂
80～90℃以上
★XXX采用的是圆锯床，锯片规格为3.4*455*50（厚度*直径*齿数） 以30-7615-004/005为例，胚料下料厚度为36mm，锯口损失3.6mm ，计算下料利用率为90%。 另外，XXX的30-7615-033的下料方式为8mm厚的板材冲压。一般来 说，胚料厚度在12mm以下的下料用板材冲压，并且使用冷锻。

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铝合金锻造工艺介绍
切边
切边前 切边后
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铝合金锻造工艺介绍
切边
切边前 切边后（一冲）
精冲后（二冲）
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铝合金锻造工艺介绍
切边和冲孔
切边与冲孔分为热切、冷切和热冲、冷冲两种
• •
热切和热冲是在模锻后利用余热立即进行，凸、凹模须 按照热锻件尺寸配臵，冲切力小，切口不易产生裂纹。 冷切和冷冲是锻件在室温下冷却后进行的，凸、凹模须 按照冷锻件尺寸配臵，冲切力大，切口易产生裂纹。
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铝合金锻造工艺介绍
热处理T4+T6


此铝合金热处理为：淬火+人工时效
目的：提高强度，保证良好的综合性能 T4/T6工艺流程： 1〉将锻胚放入T4 炉内，升温至540℃，保温2.5H，水冷
2〉将T4完成的锻胚从水池中取出 3〉放入T6炉内，升温至185℃，保温5H

热处理完成后，硬度达到HRF86～96°（HRB50～56°）.
1.
2.
下料设备及方式：最常用的是剪断机、压力机上冷切或热 切、以及锯床下料。六哥和力野等供应商采用的都是锯床 下料。
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铝合金锻造工艺介绍
算料与下料
下料 锯床下料的优缺点： 1> 优点：胚料端面平整，垂直度较好，长度尺寸精确 2> 缺点：生产率低，工具及锯口损耗较大 锯床主要有三种：1〉往复式锯床；2〉圆锯床；3〉带锯床
锻造的分类 冷锻简介
冷锻技术属于金属在室温下的体积塑性成形。 • 成形方式主要有两种：冷挤压和冷镦挤。 ---例如XXX交货的30-7615-033-990（FD Outer link)就是冷 挤压，XXX生产的螺丝、铆钉等就是冷镦挤。 ---区别：冷挤压件的最大尺寸基本上同毛胚外径一致；镦 挤或镦粗工件，其最大尺寸都比毛胚外径大 • 冷锻的特点：节材、高效及零件质量高，包括尺寸精度 高、表面粗糙度低，可以减少或免去机加工及研磨工序， 有时可以省去热处理。
变形温度范围 ℃
产品精度 /mm 产品组织 表面质量 工序数量 能量消耗 劳动条件
850～1200
±0.5 晶粒粗大 严重氧化、脱碳 少 大 差
200～850
±0.05～0.25 晶粒细化
几乎没有氧化、脱碳
室温
±0.03～0.25 晶粒细化 无氧化、脱碳 多 少 好 5
比冷锻少 少 较好
锻造工艺概述与分类
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机加工CNC
振研
抛光
阳极氧化
机加+表面处理
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铝合金锻造工艺介绍
算料与下料
算料的基本公式：m=ρ×V m—胚件质量；ρ—材料密度（查表）；V—胚料体积 注：1〉材料过多，造成浪费且加剧模膛磨损和能量消耗； 2〉材料过少，增加工艺调整的难度， 增加废品率。

源自文库
下料 定义：原材料多为棒材和型材，锻造前将原材料切断成所 需长度的胚料，称为下料。
注：在锻造生产中原材料费用一般占生产成本的50～70%，节约
材料是降低生产成本的主要手段。因此，尽可能的由切削下料改 为剪切或精密剪切下料，推广带锯床。 Return
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铝合金锻造工艺介绍
温锻前加温和冷锻前皮膜软化
共同目的：提高金属塑性，降低变形抗力。 温锻前加温：一般AL6061的推荐加热温度为430～480℃，

2. 合理选取分模面
若分模面不合理，易使锻件的流线紊乱，切除毛边后流 线末端外露，且更易在分模面处产生穿流、穿肋裂纹等 缺陷，从而降低锻件的疲劳强度和抗应力腐蚀能力。
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铝合金锻造工艺介绍
锻造
a)所示的分模面，以反挤法成形，流线沿着锻件的外形分布， 是理想的； b)所示的分模面，以压入法成形，在内圆角处容易形成折叠、 穿流以及不均匀的晶粒结构，是不好的。
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锻造工艺概述与分类
锻造的分类
温锻简介 • 温锻是在冷锻基础上发展的一种少无切屑塑性成形工艺。温度 通常在室温以上、再结晶温度以下。 黑色金属：200～850℃； 有色金属：室温～350 ℃ • 温锻的特点：兼备了冷锻和热锻的优点，同时也减少了它们各 自的缺点。 --与冷锻相比 1〉温锻胚料变形力小，成形容易； 2〉变形量大，可以减少工序数目、模具费用和压力机吨位， 模具寿命也比冷锻高； 3〉不需要进行胚料预软化和工序间的退火，这使得连续生产 比冷锻容易。
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铝合金锻造工艺介绍
锻造
3. 模锻斜度——通常为7°，在有顶出装臵下，也可采用1～5° 4. 圆角半径设计
在允许的条件下尽量加大圆角半径，小圆角半径不仅 使金属流动困难、纤维折断，而且会使锻件产生折叠 和裂纹。 5. 模锻时的润滑 作用：可以改善金属流动，避免粘模，减少锻件表面缺陷； 温锻常用的润滑剂是：水基石墨（石墨+水载体） 冷锻时一般不加润滑剂，锻前铝皮膜软化处理。 石墨润滑的缺点：石墨残留物不易去除，嵌入锻件表面可能 引起污点、麻坑和腐蚀，因此锻后必须进行表面清理。 加润滑剂的方式：使用喷雾方法直接喷到锻模表面
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锻造工艺概述与分类
锻造的分类
一、按工具和模具安臵情况分类 名称 自由锻 胎膜锻 模 锻 特点 靠固定的平砧成形 锻模为可移动式 锻模为固定式
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锻造工艺概述与分类
锻造的分类
二、按锻造温度分类
名称 热 锻 冷 锻 温 锻 项目 热锻 特点 锻造温度高于材料的再结晶温度 锻造温度为室温 锻造温度介于冷锻和热锻之间 钢的热锻、温锻和冷锻的技术经济比较 变形方法 温锻 冷锻