液态模锻成型设计讲解
液态模锻工艺介绍资料
产，以满足不同客户的需求。
技术挑战与难点
模具设计与制造
液态模锻工艺的模具设计与制造是技术难点之一，需要具备高精 度、高强度、高耐热性能等要求。
液态金属流动控制
在液态模锻过程中，液态金属的流动控制是关键技术之一，需要掌 握金属的流动规律和模具填充技巧。
设备投资大
液态模锻工艺需要使用专门的设备 和生产线，相较于传统锻造工艺， 设备投资较大。
液态模锻工艺的改进方向
01
02
03
提高成型精度
通过改进模具设计和制造 工艺，提高液态模锻工艺 的成型精度。
开发新型设备
研发新型的液态模锻设备 和工艺，提高生产效率和 产品质量。
优化生产流程
通过对生产流程进行优化 ，提高生产效率，降低生 产成本。
特点
高生产效率：液态模 锻工艺可以实现批量 生产，提高生产效率 。
制品质量高：液态模 锻工艺可以获得高精 度、高表面质量的金 属制品。
节约材料：液态模锻 工艺采用模具成型， 可以减少材料浪费， 降低成本。
液态模锻工艺的起源与发展
起源
液态模锻工艺起源于20世纪初，最初用于铝合金制品的生产 。
发展
随着科技的不断进步，液态模锻工艺逐渐完善，应用范围也 不断扩大，现在已经成为金属加工领域的重要技术之一。
液态模锻工艺的应用范围
航空航天领域
液态模锻工艺可以用于制造航空航天 领域的铝合金、镁合金等高性能金属 制品。
汽车制造领域
液态模锻工艺可以用于制造汽车车身 、发动机部件等高性能金属制品。
电子通讯领域
液态模锻工艺可以用于制造电子通讯 领域的金属壳体、连接器等精密金属 制品。
液态模锻的原理方法和应用
液态模锻的原理方法和应用1. 液态模锻的原理液态模锻是一种先进的金属成形技术，主要利用金属在液态状态下的流动性来实现成形。
其原理主要包括以下几个方面：•金属液态流动性：金属在液态状态下具有较好的流动性，可以在模具内部均匀流动，填充整个模腔。
•压力控制：通过施加一定的液态压力，使金属在模具中流动，并填充模腔。
压力的大小和施加方式对成形质量有重要影响。
•温度控制：液态模锻需要在一定的温度范围内进行，通常要求金属保持在其液态区域内，以保证成形过程的顺利进行。
•冷却控制：液态模锻后，还需要对成形件进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2. 液态模锻的方法液态模锻的方法有多种，根据实际需求和成形材料的特性选择不同的方法。
下面给出几种常用的液态模锻方法：2.1 直接模锻法直接模锻法是最常用的液态模锻方法之一，其工艺流程简单，适用于各种金属材料。
具体步骤如下：1.预热金属料：将金属料加热至其液态温度以上，使其达到液态状态。
2.填充模具：将液态金属料注入预热好的模具中，使其填充整个模腔。
3.施加压力：在金属料注入模具后，施加一定的液态压力，使金属料在模具内流动并填充模腔。
4.冷却处理：待金属料填充完毕后，进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2.2 间接模锻法间接模锻法是液态模锻中的另一种常用方法，主要用于形状复杂的零件。
主要步骤如下：1.制备模具：根据所需零件的形状和尺寸，制备相应的模具。
模具可以分为上模和下模两个部分。
2.加热金属料：将金属料加热至其液态温度以上，使其达到液态状态。
3.填充模具：将液态金属料注入上模中，然后合上下模，使金属料填充整个模腔。
4.施加压力：在金属料填充完毕后，施加一定的液态压力，以保证金属料在模具中充分流动，并填充整个模腔。
5.冷却处理：待金属料填充完毕后，进行冷却处理，以获得所需的性能和形状。
2.3 复合模锻法复合模锻法是一种较为复杂的液态模锻方法，主要用于特殊材料或特殊形状的零件。
液态模锻
液态模锻摘要：介绍了液态模锻的概念、特点、分类、研究方法、应用以及国内外的发展状况；同时分别对铝、铜、镁合金的液态模锻成型过程的优缺点进行了分析介绍。
关键词：液态模锻；工艺；应用及发展引言液态模锻是一种介于铸造和模锻之间的金属成形工艺，是使注入模腔的金属在高压下凝固成型，然后施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的封闭硬壳进行塑性变形，使金属在压力下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔，以获得无任何铸造缺陷的液锻件[1]。
1液态模锻工艺原理、方法及特点1.1液态模锻工艺原理液态模锻是将一定量的熔融金属液体直接注入金属模膛，随后在机械静压力的作用下，使处于熔融和半熔融的金属液体发生流动并凝固成形，且伴有小量塑性变形，从而获得毛坯或零件。
液态模锻是针对铸造工艺中重力铸造，低压铸造，高压铸造等铸造方法易产生的铸造缺陷，如：疏松，缩孔，气泡等缺点，提出利用提高静压力对模具中的液态或半液态金属进行压力充型和压力下凝固之前，必须建立起工艺所要求的压力，用以避免由于被成形的金属从液态到固态时的体积收缩可能带来的缺陷，液态模锻工艺原理如图液态模锻工艺原理图1.2液态模锻方法1.2.1直接加压法（直接液态模锻）直接加压法液态模锻属于整体加压液态模锻成形方法，一般有两种形式。
（1）平底冲头上直接加压。
当金属液浇入凹模后，平底冲头与凹模形成封闭的型腔，并直接加载到金属液上，很快建立起压力使锻件成形，如图所示：（2）异形冲头直接加压法。
当金属液浇入凹模后，异形冲头与凹模形成封闭型腔在冲头的下行过程中先封闭型腔，并使金属液体流动充满型腔，使锻件成形，如图所示：1.2.2间接加压法。
间接加压法属于局部加压法，是将金属浇入凹模或储液腔后，上模先闭合锁定形成整体型腔，然后通过上冲头挤入金属液，使金属反挤流动充满型腔，使之在压力下凝固成形，如图所示：1.2.3间接挤注法。
间接挤注法是指将浇入到储液腔内的金属液，利用上柱塞或下柱塞，通过浇道挤入到封闭的型腔中获得所需的锻件，如图所示：1.3 液态模锻特点1）机械性能高。
液态模锻——精选推荐
液态模锻液态模锻摘要：介绍了液态模锻的概念、特点、分类、研究⽅法、应⽤以及国内外的发展状况；同时分别对铝、铜、镁合⾦的液态模锻成型过程的优缺点进⾏了分析介绍。
关键词：液态模锻；⼯艺；应⽤及发展引⾔液态模锻是⼀种介于铸造和模锻之间的⾦属成形⼯艺，是使注⼊模腔的⾦属在⾼压下凝固成型，然后施加机械静压⼒，利⽤⾦属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的封闭硬壳进⾏塑性变形，使⾦属在压⼒下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔，以获得⽆任何铸造缺陷的液锻件[1]。
1液态模锻⼯艺原理、⽅法及特点1.1液态模锻⼯艺原理液态模锻是将⼀定量的熔融⾦属液体直接注⼊⾦属模膛，随后在机械静压⼒的作⽤下，使处于熔融和半熔融的⾦属液体发⽣流动并凝固成形，且伴有⼩量塑性变形，从⽽获得⽑坯或零件。
液态模锻是针对铸造⼯艺中重⼒铸造，低压铸造，⾼压铸造等铸造⽅法易产⽣的铸造缺陷，如：疏松，缩孔，⽓泡等缺点，提出利⽤提⾼静压⼒对模具中的液态或半液态⾦属进⾏压⼒充型和压⼒下凝固之前，必须建⽴起⼯艺所要求的压⼒，⽤以避免由于被成形的⾦属从液态到固态时的体积收缩可能带来的缺陷，液态模锻⼯艺原理如图液态模锻⼯艺原理图1.2液态模锻⽅法1.2.1直接加压法（直接液态模锻）直接加压法液态模锻属于整体加压液态模锻成形⽅法，⼀般有两种形式。
（1）平底冲头上直接加压。
当⾦属液浇⼊凹模后，平底冲头与凹模形成封闭的型腔，并直接加载到⾦属液上，很快建⽴起压⼒使锻件成形，如图所⽰：（2）异形冲头直接加压法。
当⾦属液浇⼊凹模后，异形冲头与凹模形成封闭型腔在冲头的下⾏过程中先封闭型腔，并使⾦属液体流动充满型腔，使锻件成形，如图所⽰：1.2.2间接加压法。
间接加压法属于局部加压法，是将⾦属浇⼊凹模或储液腔后，上模先闭合锁定形成整体型腔，然后通过上冲头挤⼊⾦属液，使⾦属反挤流动充满型腔，使之在压⼒下凝固成形，如图所⽰：1.2.3间接挤注法。
间接挤注法是指将浇⼊到储液腔内的⾦属液，利⽤上柱塞或下柱塞，通过浇道挤⼊到封闭的型腔中获得所需的锻件，如图所⽰：1.3 液态模锻特点1）机械性能⾼。
液态模锻成型设计讲解
液态模锻主要内容：液态模锻也称为挤压铸造、锻打铸造以及熔汤锻造等，是一种锻铸结合的工艺方法。
该方法采用铸造工艺将金属熔化、精炼，并用定量浇勺将金属液浇入模具型腔，随后利用锻造工艺的加压方式，使金属液在模具型腔中流动充型，并在较大的静压力下结晶凝固，且伴有小量塑性变形，从而获得力学性能接近纯锻造锻件而优于纯铸造件的毛坯或零件。
目前，采用这种工艺生产的单件质量可达300kg以上，其材料包括有色金属及其合金、铸铁、碳钢和不锈钢等。
采用此工艺可制造大型铝合金活塞、镍黄铜高压阀体、气动单元组件的仪表外壳，铜合金蜗轮等产品。
关键词：液态模锻，特种塑性成形，模锻工艺流程。
液态模锻工艺划分为金属液和模具准备、浇注、合模施压以及开模取件四个步骤，具体如图9-5所示。
图1液态模锻工艺流程.1 工艺分类液态模锻的工艺过程是把一定量的金属液浇入下模型腔中，当溶液还处于熔融或半熔融状态时施加压力，迫使金属充满型腔形成工件。
在整个凝固过程中，对工件保持压力，以便消除金属凝固时在工件内部产生的缺陷，并使其产生塑性变形，工件凝固及塑性变形，借助顶杆或其它方法将其推出，为下一次操作做好准备。
液态模锻工艺按加压方式可以分为如下三种形式：凸模加压凝固法。
如图9-6所示，熔化的金属浇入凹模1中，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，待熔融的金属逐渐凝固时加压使其成形，这种方法适用于铸锭或形状简单的厚壁件，在凸模压力作用下液态金属不产生向上移动。
直接液态模锻法。
如图9-7所示，熔融的金属浇入凹模1，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，同时将液态金属压成一定形状。
型腔中的液态金属在一定压力的作用下向上流动，中间冷却凝固。
如果没有使多余金属溶液溢出的措施，则凸模的最终位置便由注入溶液的量来决定，并在工件底部和顶部厚度的变化上反映出来。
杯状和空心的法兰状工件常采用直接液态模锻法加工。
间接液态模锻法。
如图9-8所示，熔融的金属浇入下模2中，上模1先与下模2组成部分型腔，待凸模3下行时将液态金属挤出形成一定的形状。
液态模锻
定义（概述）
浇入到模具内的液态或半固态金属在较 高的压力下成型、凝固。
工艺原理ห้องสมุดไป่ตู้
液态模锻是针对铸造工艺中重力铸造、低压铸 造、高压铸造等铸造方法易产生各的铸造缺陷，如 缩松、缩孔、气泡等缺点，提出的利用提高静压力 对模具中的液态或半液态金属进行压力充型和压力 下凝固之前，必须建立起工艺所要求的压力，用以 避免由于由于被成型的金属从液态到固态是的体积 收缩可能带来的缺陷。
（1）力学成形过程
注入金属模膛内的金属液, 在模壁四周和模底形成 一沿敞口的激冷凝固硬壳。随后合模,冲头端面与金 属液接触处, 迅速形成一硬薄层, 新老硬层组成一 封闭腔, 将待凝固金属液包围在腔内( 如图1a所 示) 。显然, 液态模锻下, 金属液被封闭在一硬壳 内, 没有补缩冒口。金属液凝固所发生的体收缩, 只能靠冲头施力, 迫使外壳产生减缩高度的塑性变 形来补偿, 同时, 金属液承受等静压。即塑性变形 结果, 使金属液获得等静压, 而处于等静压下的金 属液, 才有可能获得在压力下结晶凝固的各种属性, 并迅速使凝固前沿的金属液挤入因凝固收缩所造成 的间隙中, 达到完全补缩的目的。每一循环, 使凝 固前沿向金属液内推进一层, 直至过程结束。
主要工艺因素及控制
金属液质量
压力（加压和充型方式） 速度
时间
工艺流程
主要工艺过程：
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱模 →冷却→热处理→检验→入库。
熔化：将一定量的金属放入容器内加热至熔化，金 属量视制件而定。 浇注：金属熔化后稍冷却一会，待达到一定温度后再 浇注。 加压：选择一定的比压值与加压速度进行加压。 顶出：必须设置顶出装置。
其他： 力学性能高 由于半凝固状态的金属液在充足的压力下 凝固结晶组织致密晶 粒 细 小所 得 制 件的力学性 能可以接近或达到模锻件的水平 成形性高 液态金属能均匀地填充模具型腔可生产形状 复杂的薄壁零件 成品率高 液态模锻时 加工温度比铸造时低得多 制件在 模内收缩小 且又受三向压应力的影响不会形成气孔 与显微疏松等缺陷 材料利用率高 与模锻相比 由于没毛边及实心孔所损耗 的金属材料 材料利用率可达 以上与压铸工艺相比液 态模锻工艺不需要设置浇口套喷嘴 浇注系统等辅助 消耗的金属材料占
铅试样的液态模锻成形工艺与模具设计
相 对 变 化 程 度
４． ４ ６ ４ ０． １． ０２ —３ ６ ． —４ ． ６４
８ ｆ％ ）
四 、结语
该副落料一 正反拉 深模在应用 过程 中，与 以前 的多副 多工序模 相 比，生产效率得 到提高 ， 且使 产品 的质量 并
得到保证 ，给企业带来 了较好 的经济效益 。ＭＷ
－ ． Ｉ
锻 压 Ｊ Ｙｍ ｏｉ ｒ￣
ＩＩ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ
式计算 ：
＝
度低 ，在压力作用下 ，易从 凸凹模 间隙 中溢 出 ，压力损
Ｋ ｔ （） １
失大 ，失去 了液态模锻 的意义。加压开始 时间过长 ，金
：
（） ２
属 中的固相成分偏多 ，晶粒粗 大 ，尤其在表 面可能形成 硬壳 ， 增加变形抗力 ， 达不到液态模 锻所希望的组织 。
低 温冲击而断裂 的危 险 ，这种事故是 破坏性的 ，其 现象
就 是二次加工脆性 。
Ｉ Ｆ钢
０８ Ａｌ
２３ ．６
２２ ．６
２３ ６
ｌ４ ６
ｌ ．７ ３ Ｏ
ｌ． ６ １８
５． ２ ６ ５
５ ． ２ ８ ６
４ ６ ．４
８ ６ ． ６
在拉深 试验 中，拉 深极 限比 （Ｄ ）越大 ，其 拉深 ＬＲ 性能越好 。由附 表 可知 ，Ｉ 板 的 Ｌ Ｒ值 高于 ０ Ａ 板 ， Ｆ Ｄ ８１
Ｆ 塑 。 ０ ｌ 匿 ｒ ｍ
铅试 样 的液 态模锻 成形 工 艺与模 具设计
嘉兴学 院机 电工程学 院 （ 江 ３４ ０ ） 王殿 梁 浙 １０ １ 张 辉
一
、
概述
铅试 样 的 材 料 为 供 应 态 的 铅 锭一Ｐ ４ （ １ ）
液态模锻工艺介绍 ppt课件
增加压力使临界晶核尺寸和形核功减小，有助于晶核 生成。
压力提高过冷度，有利于成核率。 压力还可以破碎长大的枝晶、使其脱落形成新晶核， 细化晶粒。
凝固时体积膨胀合金，相反。
液态模锻工艺基础
(5)压力对偏析的影响
压力使合金液凝固过程十分迅速，合金液的元素来不 及分解、扩散，偏析现象大为减少，尤其是比重偏析。
• 与铸件比无浇道系统和冒口，节材10％以上。 与锻件比无飞边。
• 能成形复杂制件，主要靠流动成形，对模具磨 损小
• 模具工作温度高，成形黑色金属时寿命短
液态模锻与压铸的区别
液态金属注入模腔的方式不同 低速浇入，排气良好 压力传递方式不同 压力直接作用并始终保持 组织性能不同 组织细密，力学性能提高
金属的成形（成型）方法
差压铸造设备及成形示意图
铸造成形方法
机械 加工
有切削， 材料有损耗
能够成型较复 杂形状的零件
材料加工工程通常指 金属通过液态流动成型 或通过固态塑性变形获 得近净金属零件的成形 （成型）方法，即铸、 锻、焊，特点少无切削。
成本低
铸造 成形
适用于流动性 好的金属材料
零件内部易产 生缩孔、疏松 等缺陷，一般 不能热处理， 强度、塑性低
随压力增加，熔点（凝固点）升高， 在其它条件不变时，加大压力可使过冷度增大，加速结晶 的进程；
凝固时体积膨胀合金，如铋、硅、锑等，压力的作用刚 好相反。
(2)对导热率的影响
压力下结晶凝固的合金，其组织致密，原子间的平均距离 缩短，导热率提高。
以纯铜锭为例: 大气压力下凝固时，其导热率为326～335W/(m·K)。
液态模锻
ppt课件
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液态模锻工艺介绍资料课件
将选择好的金属材料进行熔炼，得 到适当温度的液态金属。
3. 填充模具
将液态金属倒入预先准备好的模具中。
4. 施加压力
在液态金属冷却和凝固的过程中，通 过专用设备施加高压，使金属在模具 内充分填充并减少缺陷。
5. 冷却和脱模
等待液态金属完全冷却并凝固后， 解除压力，并将产品从模具中取出。
温度控制技术
通过精确控制液态金属和模具的温度，防 止产品出现裂纹、气孔等缺陷。
高压施加技术
通过精确控制施加在液态金属上的压力和 时机，减少产品内部缺陷，提高产品致密 性。
液态模锻工艺中的设备和工具
高压设备
如液压机、机械压力机等，用 于在液态金属凝固过程中施加 高压。
温度控制设备
如冷却水循环系统、温度传感 器等，用于控制液态金属和模 具的温度。
高强度连接技术
液态模锻工艺还可以结合其他工艺，如搅拌摩擦焊等，实现零部件 之间的高强度连接，提高汽车的整体刚度和安全性。
大规模生产效率
液态模锻工艺具备高效、高精度的特点，适用于汽车制造业的大规模 生产，降低生产成本。
液态模锻工艺在航空航天领域的应用
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高性能轻质结构件 航空航天领域对材料性能要求极高，液态模锻工 艺可以制造出高性能的轻质结构件，如钛合金机 翼梁、铝合金机身框架等。
复杂构件一次成型 液态模锻工艺可将多个零部件集成为一体，减少 连接件数量，降低构件重量，提高航空航天器的 飞行性能。
精密制造技术 液态模锻工艺可实现高精度、高表面质量的零部 件制造，满足航空航天领域对零部件精度和可靠 性的严格要求。
液态模锻工艺的未来发展趋势和前景
新材料应用拓展
01
随着新材料的不断涌现，液态模锻工艺将适应更多材料的加工
液态模锻操作规程
液态模锻操作规程液态模锻是一种先将金属材料加热至其熔点以上，使其处于液态状态下进行模锻加工的工艺。
与传统的固态模锻相比，液态模锻具有成形能力强、能耗低、锻件表面质量好等优点。
下面将介绍液态模锻的操作规程。
一、液态模锻前的准备工作1. 确定模锻材料：根据产品设计要求和性能要求，选择合适的材料进行液态模锻加工。
2. 确定加热设备：根据材料的熔点和加热效果要求，选择适当的加热设备，如电加热炉、气体加热炉等。
3. 准备模具：根据产品的形状和尺寸，制作或选择合适的模具，并保证模具的准确度和加工质量。
二、液态模锻操作步骤及要点1. 加热：将模具和金属材料放入加热设备中，根据材料的特性和加热曲线，控制加热温度和时间，使金属材料达到液态状态。
要点：加热温度要均匀，避免出现过热或不均匀加热的现象，以免影响液态模锻的质量。
2. 模具涂抹材料：在模腔表面涂抹一层锻造液，以提高液态模锻时模具与金属材料的润滑性和热传导性，防止金属材料粘附在模具上。
3. 倒模：将熔融的金属材料倒入模具中，让金属充分填满模腔。
要点：倒模时要控制速度，避免出现气泡和金属温度过高的现象，以免影响液态模锻的质量。
4. 加塞：在加热后的金属液流动结束之前，用适当的方法对模腔进行加塞，以防止金属液突然凝固而引起冲击和变形。
5. 液态模锻：将已加塞的模具放入专用的模锻机中进行液态模锻。
要点：液态模锻的速度要适中，以免造成金属的扭曲和裂纹。
同时，要根据产品的形状和尺寸合理选择模锻机的压力和速度。
6. 冷却：在液态模锻完成后，立即将模具放入冷却设备中进行快速冷却，使金属迅速固化并保持合适的结构和性能。
三、液态模锻后的处理工作1. 清洗：将液态模锻后的锻件在去除表面的铁鳞和模具杂质后，通过酸洗等方法进行表面清洗。
2. 热处理：根据产品的性能要求，进行适当的热处理，以改善锻件的组织和性能。
3. 机械加工：对液态模锻后的锻件进行必要的机械加工，如修整、车削等，以达到产品的精度和表面质量要求。
空压机连杆液态模锻模具结构设计
[摘要]采用液态模锻代替普通热模锻生产铝合金连杆,可显著提高材料利用率,减少成形工序及降低产品成本。
介绍了连杆液态模锻的模具结构、设计参数及技术经济分析。
关键词铝合金连杆液态模锻模具结构空压机连杆液态模锻模具结构设计上海交通大学(上海200030)洪慎章1引言过去采用落后的普通热模锻工艺成形铝合金连杆(铝棒下料 毛坯加热 辊锻制坯 开式模锻 切边 冲大头及小头孔),不仅成形工序多,加工余量大,而且材料利用率很低,更重要的是因工人操作不慎,常常出现废品,致使产品成本较高。
现采用新的成形工艺!!!液态模锻,在机械性能达到与普通模锻件相等的情况下,成形工序少,加工余量小,材料利用率大大提高,明显降低产品成本。
液态模锻是一种借鉴了压力铸造和热模锻工艺而发展起来的新型金属加工工艺,它对目前的汽车、摩托车上的结构零件成形是一种行之有效的途径。
2连杆锻件分析图1为铝合金连杆零件图,材料为ZL202铸造铝合金。
它不仅要有较高的机械性能,而且形状较复杂。
机械性能要求: b ∀400MPa, ∀8%,硬度大于100HB 。
根据液态模锻工艺要求,连杆小头内孔直径 18mm 及大头内孔直径 35mm 可以制出,但为了保证两孔的中心距离,故略为放大加工余量(单边各为1 0m m ),即内孔直径各为 16mm 及 33mm 。
大头及小头的上、下两端面因装配固定的需要,也应放加工余量1 0mm,其余尺寸按铝合金热收缩量进行设计,连杆锻件的形状基本上与零件图相似。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!收稿日期:1997年3月6日3液态模锻模具结构空压机铝合金连杆液态模锻的模具结构如图2所示。
该模具结构由上、中、下三部分组成,上部是小头凸模3及大头凸模5分别通过小头固定板4及大头固定板6固定在上底板1上,中部是上模10靠其两侧凸肩用上模压板7固定在上模框11上,下部是下模23同样靠其两侧凸肩用下模框12固定在下模垫板13上。
图1连杆零件图采用1000kN 油压机进行液态模锻,其工作过程是:先将固定在油压机活动横梁上的上底板1往下移动一定距离,使弹簧25压紧装有上模10的上模框11上,使上、下模10、23形成闭合型腔。
液态成型工艺设计培训讲座
液态成型工艺设计培训讲座大家好，欢迎大家来到液态成型工艺设计培训讲座。
今天我将为大家介绍液态成型工艺设计的基本概念和相关知识点。
首先，让我们来了解什么是液态成型工艺。
液态成型工艺是一种通过将材料加热至液态状态后，注入到模具中进行成型的加工技术。
这种工艺广泛应用于塑料、金属、陶瓷等材料的制造领域。
液态成型工艺设计是指根据材料性质、产品要求和生产工艺等因素，合理选择和设计成型工艺的过程。
正确的工艺设计能够提高生产效率、降低成本并保证产品质量。
在液态成型工艺设计中，首要考虑的是材料的选择。
不同材料具有不同的熔点和流动性，在选择材料时需要考虑产品的用途和所需的性能。
例如，对于高强度要求的产品，可以选择具有较高熔点的材料，而用于制作透明产品的材料则需要具有良好的流动性。
其次，模具的设计也是液态成型工艺设计中重要的一部分。
模具的设计应该考虑产品的尺寸、形状和表面精度等因素，以及材料的流动特性。
一个好的模具设计可以保证产品的成型效果和生产效率。
另外，控制成型工艺的参数也是液态成型工艺设计中需要重视的方面。
例如，温度、压力、注射速度等参数的合理控制可以影响产品的质量。
在设计工艺参数时，需要通过试验和实践来确定最佳值。
最后，我想提醒大家在进行液态成型工艺设计时要注重安全和环保。
在整个过程中，要严格遵守操作规程，注意材料的储存和处理，以及废料的回收利用。
通过今天的讲座，希望大家对液态成型工艺设计有了更深入的了解。
希望大家能够运用所学知识，设计出更加优秀的产品和工艺，为我们的制造业发展贡献自己的力量。
谢谢大家！液态成型工艺设计是一门复杂而关键的技术，涉及到的知识点众多，包括材料学、流体力学、热学、机械设计等多个学科的内容。
在接下来更深入的内容中，我将为大家介绍一些液态成型工艺设计的关键要素。
首先，让我们来了解一下液态成型工艺设计的几个基本步骤。
第一步，确定产品需求。
在液态成型工艺设计中，首先需要明确产品的功能需求和外观要求。
铝合金的液态成型方法
铝合金的液态成型方法
当然可以，咱们再通俗点讲。
想象一下玩泥巴，只不过这次是玩热乎乎的铝合金汤。
铝合金液态成型就像是在玩高级版的模具游戏。
液态模锻：就像你做月饼，先把铝汤加热到非常烫，然后“哗”一下倒进准备好的模具里。
但不只是倒进去那么简单，还会用力压它，让它每个角落都塞得满满的。
这么一来，做出来的铝块儿不仅形状特别准，还特别结实。
液态挤压：这更像是玩挤彩泥，不过你手里是一大团熔化的铝。
你通过一个机器，给这团热铝加压，它就会从一个小口子里被挤出去，变成条啊、管子啊各种形状。
这个过程很快，形状也统一。
铸造：这个最像小时候玩的沙堡游戏，先用沙子做个模子，然后把滚烫的铝汤倒进去，等它凉了，挖开沙子，一个铝制的东西就出来了。
这种方式灵活，能做各种复杂的造型，而且成本不高。
这些都是把铝合金从液态变成固体的不同玩法，选哪个就看你要做什么东西，还有你的预算和对质量的要求了。
液态模锻PPT课件
1
整体概述
பைடு நூலகம்
概况一
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3.1、液态模锻概述
液态金属模锻（简称液锻）是一种介于铸、锻之间 无切削工艺。其主要过程是：将一定量的合金液浇 入到模具（液锻模）内，在凸模（压头）的压力作 用下使合金液充填型腔——结晶凝固——压力补 缩——塑性变形。从而获得轮廓清晰，表面光洁， 尺寸精确，性能优良的产品。
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液锻件无铸造中常见的气孔，缩孔，缩松等缺陷，组织 致密，晶粒细小，性能均匀，可靠性高，能生产一般模 锻方法无法生产的形状相当复杂的零件，其性能可与锻 件相似。液锻件还能用热处理方法进一步提高其力学性 能。液锻件表面粗糙度可达Ral.6～3.2，尺寸精度IT9～ IT11，成品率高达95%以上。 液锻艺过程生产率高，从浇注液态金属到获得液锻件， 每一个工件的生产周期一般小于2分钟，台班产200件以 上。工艺操作易于实现机械化、自动化，可节省劳动力 资源和进一步提高生产率。 节能效果显著，产品成本低，某些液锻件无浇冒口系统， 可节省10%以上的液态金属，因而减少了熔炼所消耗的 能源。液锻件一般不需机械加工或只需少量精加工，因 而节省大量的机械加工工时、机床设备投资及机械加工 电力消耗。产品性能高，重量轻。用于车辆及飞行器上
液态金属模锻工艺适应性广，无论铸造合金材料还 是锻造合金材料均可采用液锻工艺生产。可生产各 种壁厚（壁厚≥1.5mm）及壁厚差大的产品。设备 为通用的万能液压机或液态模锻机，无液锻件生产 时，可作其它工作使用。
正是由于液态金属模锻技术具有如此多的优点， 已引起世界各国的高度重视，一些发达国家都有专 门的从事液锻技术研究、开发、生产基地。
液态模锻
液态模锻工艺技术简介液态模锻是一种先进的材料绿色成型技术。
它利用液锻机对浇入模腔的金属液直接加压，使金属液在压力作用下流变充型、结晶凝固和流变补缩，最终获得内部致密、外观光洁、尺寸精确的制件。
它综合了铸造技术的广泛适用性和锻造产品的高性能优点，工艺出品率高达100%，力学性能比传统铸造产品高8-15%，可以实现轴套、盘盖、叉架和箱体类各种铸钢件、球铁件和有色铸件的无冒口、无砂、零缺陷绿色铸造。
The liquid metal forging (LMF) is an advanced and green material forming process. In its procedure, liquid metals poured in a mold are directly pressed by a LMF machine in the interest of rheologically filling and forming, solidification and feeding, and finally producing high grade castings with great densities, perfect appearances and accurate dimensions. The LMF process covers both advantages of the great technological flexibility of foundry and the outstanding properties of forging. Its material yield can touch the level 100%. The properties of its products are 8-15% higher than traditional ones. It can be widely used to produce the various work-pieces such as axle–sheathes, wheels, disks and covers,forks, brackets and staffs, boxes and shells made of cast steel ,nodular cast iron and nonferrous metals or alloys.图1液态模锻工艺流程图2 各种液态模锻产品示例。
液态模锻工艺介绍资料
注意：液锻方式不同，压力损失不同。 一般正挤压液锻较反挤压液锻压力 损失小。 分型面不同，压力损失有差别。
液态模锻工艺基础
（3）间接液锻过程
本质上与1）、2）两种不同，与立式压铸相似，区别在于 设计原则与工艺参数不同。分三个阶段 第一阶段－压力下充型 压力下，一定速度（0.5～15m/s）通过浇道压入型腔，实现 充型。（压铸是以高速，约15～70m/s ） 第二阶段－压力下结晶 合金液在惯性力作用下压紧模壁，散热、迅速结壳。 第三阶段－压力下结晶 压头的压力使合金液产生很大的压强p，在p的作用下合金 液完全凝固。
液态模锻工艺基础
壳层在较大温差下迅速结晶形成，壳体较薄，尚未有枝晶 形成，组织致密、晶粒细小，性能高。 P0/ P（液锻力），仅起 0 压平液面的作用，其在合金液内部产生的压强（比压力） p / 近似为0。 压平后的液面高度
H0
H0 V液
A0
V液 A0
液态模锻工艺基础
第二阶段－压力下结晶 凸模接触液面后，液锻力从P0’～P0，在其内部产生压强p， 使散热进一步加强，结晶进程加快。 结晶过程中形成的微小空隙得到充分的合金液补缩。 压力下结晶，获得组织致密、晶粒细小的组织。 合金液收缩和凝固，液面下降，凸模要下移h1距离。
2．液锻过程压力的作用 压力对合金物理参数的影响 ：合金的熔点、导热率、密 度、结晶潜热 (1)对熔点的影响 压力与合金熔点之间有如下的近似关系，
T熔
T熔 （ V 液－ V 固） p 100 4186 . 8 Q 熔
Q熔－单位质量金属的熔化潜热，J/kg。
液态模锻工艺基础
臂板件液态模锻分析与模具设计
臂板件液态模锻分析与模具设计徐胜利【期刊名称】《《锻压装备与制造技术》》【年(卷),期】2019(054)004【总页数】4页(P97-100)【关键词】液态模锻; 模具; 工艺参数【作者】徐胜利【作者单位】西安航空职业技术学院陕西西安710089【正文语种】中文【中图分类】TG316.31 引言液态模锻是将熔炼合格的液态金属直接注入模腔内持续施以机械静压力，使熔融金属在压力作用下发生流变充型、结晶凝固和流变补缩，获得内部组织致密，外观光洁，尺寸精确的材料成形方法。
其主要特点有：①液锻模具比金属固态模锻充填性好；②液锻件组织致密，无成份偏析、无各向异性，组织为等轴细晶结构；③液锻件抗腐蚀性能良好，力学性能接近模锻件；④液锻成形速度低，排气性好，材料消耗少，适应性强，绿色环保。
如图1所示为某型航空救援装备臂板件，该零件工作时承受较大的弯曲载荷。
圆柱销轴孔工作时既要转动灵活，又要承受较大挤压力，要求表面硬度高。
根据零件技术条件，工作环境和生产批量，综合分析选择液态模锻工艺较为科学合理。
2 臂板液态模锻件设计液态模锻和普通模锻一样，锻件图是设计和制造模具的主要依据，根据液态模锻工艺特点，臂板件液锻件图设计如下：①分模面选择：确定液锻件分模面原则与金属压铸件相同。
根据零件形状，满足液锻件易于从型腔中取出，挤压充填成形效果良好，并且便于模具加工制造，选择零件投影面积最大面为分模面。
②收缩率选择：考虑金属冷却收缩和模具受热膨胀等因素，收缩率取为1.2%较为合理。
③圆角半径：根据零件尺寸、形状和成形工艺要求，园角半径取R3～5mm。
④模锻斜度：该模具结构设计中有顶料装置，且要求液锻件开模留于下模中。
因此，模锻斜度取2°～3°较为合理，且下模型腔斜度小于上模型腔斜度。
图1 臂板件零件图3 模具结构设计3.1 模具结构分析臂板液态模锻模具结构如图2所示，模具采用一模两腔69式对称布置，分模面选择在臂板件高度方向中线部位（如图1所示）。
铝合金的液态模锻成形
ZLl03铝合金件的力学性能表铝合金的液态模锻成形徐慧,李天生(湖南建材高等专科学校机械工程系,湖南衡阳421008>l 引言当今世界能源短缺,汽车~战车等正向着轻量化~高速~安全~节能~低成本及长寿命方向发展,由于铝合金具有的高比强度~耐蚀性~易成型~热稳定性与再生性好和简化结构等一系列优点能满足军工和民用的特殊要求 2],因此,采用铝合金零部件是汽车和战车轻量化的主要手段之一 1]O如英国'蝎"式坦克,除装甲车体外,还有平衡肘连杆底座~刹车盘~负重轮~炮塔座圈~油箱~座椅等多种零部件采用了铝合金或镁合金,大大减轻了重量,极大地提高了装备的机动性能,从而可以改善坦克的行驶性能,提高安全性 1]O 目前汽车上铝合金零件主要有活塞~汽缸体~汽缸盖~连杆~连杆盖~离合器壳~轮毂和油泵阀体等O 因此用液态模锻成形铝合金具有很好的发展前景 3]O2液态模锻工艺简介液态模锻是介于液态成型和固态成型之间的一种新工艺,集中了这两种工艺的优点O 自1960年代至今,液态模锻工艺在我国取得了较大发展,尤其是钢质液态模锻工艺已较为成熟 4]O 但由于设备及冶炼条件的限制,有色金属尤其是铝合金的液态模锻在最近十年才得到较快发展O液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力,使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形,从而获得高质量制件的一种方法O 液态模锻是一种省力~节能~材料利用率高的先进工艺O 制件的力学性能较高,可以接近或达到同种合金的锻件水平 2,5~7]O 铝合金液态模锻工艺的应用范围,从实际应用情况以及它的结晶特点来看,主要有如下特点:(l >液态模锻工艺对材料的适用范围比较宽,它既适用于高性能的变形合金,也适用于常用的铸造合金O(2>以陶瓷颗粒~晶须~纤维增强的金属基复合材料(MMC >综合了金属的韧性~成形性~导电导热性等及陶瓷的强度~刚度~硬度~耐热~耐磨~耐蚀等性能,在材料科学中异军突起,逐渐进入实用化阶段O 液态模锻是复合材料成形的最佳方法之一O 用液态模锻技术成形复合材料的研究也进行得非常活跃O用高强Al-zn-Mg-Cu 合金LC4为基体,以Al 203颗粒为增强剂,采用半固态搅拌法制备出颗粒均匀~与基体结合良好的10%Al 203P/LC4复合材料,具有优异的抗拉强度和弹性模量,可以取代高锰钢来制造履带板,采用液态模锻工艺制造履带板板体,其质量明显优于一般铸造的方法,生产效率也较高 8]O(3>液态模锻技术不仅适用于轴对称的实心零件~杯形件~通孔件以及长轴类等厚壁零件,也适用于非轴对称~壁厚不均匀~形状复杂的零件O 对于一些薄壁零件也可以用液态模锻获得很好的成形质量O3液态模锻成形的主要优点!"#材料利用率高~成本低与模锻相比,由于没毛边及实心孔所损耗的金属材料,故材料利用率可达95%以上O 若与压铸工艺相比,液态模锻工艺不需要设置浇口套~喷嘴~浇注系统等辅助消耗的金属材料(占制件的20%-30%>O 用Ly11液锻发动机主轴承盖克服了模锻锤上成形的缺点 9],在用LD10铝合金液锻生产起动机连杆时,使得成形工序减少,加工余量减小,从而提高了材料利用率,降低生产成本,提高了经济效益 10]O!"$力学性能高由于半凝固状态的铝合金在充足的压力下凝固结晶,组织致密~晶粒细小,故所得制件的力学性能好,如果采用较大的压力(100~150MPa >,则在塑性变形阶段效果明显,可以接近或达到模锻件的水平,如下表 4]所示O!%!成品率高,质量好液态模锻时,加工温度比铸造时低得多,制件在模内收缩小,并又受三向压应力的影响,故不易形成气孔与显微疏松等缺陷O 同时具有精铸件精密成型的高效率~高精!"机械工程师2006年第11期摘要 铝合金的液态模锻是一种省力~节能~节材~能一次成形为接近成品形状且制件质量高的技术O 文中介绍了该技术的发展现状~特点及其半固态金属成形技术和液态挤压工艺O关键词 铝合金 液态模锻 进展中图分类号 T G316文献标识码 A文章编号 1002-2333(2006>11-0069-02液态模锻传统模锻低压铸造!b /MPa320324245!/(%>7.07.22.5硬度HB110HB107HB90研究探讨R e s e a r c h &D i s c u s s i o n度的特点 41O!"#设备投资少模锻工艺需要采用热模锻压力机或摩擦压力机等投资较高的设备O 压力铸造需要专门的压铸机,设备投资也较大O 由于在液态模锻过程中,金属是在流动状态下成形,因此,所需的成形压力小,相应的设备吨位小;熔融的金属成形容易,所加工工件的表面精度高,可以达到少无切削加工的要求,并可制造传统工艺难成形的复杂制件 41O 设备投资少,有利于液态模锻工艺的推广和应用O!半固态金属成形技术半固态金属成形技术作为一种新兴复合材料加工技术引起了广泛的关注 ll ,l21,它的研究起源于1970年代O 一般而言,金属在静止状态下结晶时,最先凝固的部分是树枝状长大,形成网状结构,残余液态金属分布于树枝结晶体之间,这种半固态金属的流动性差,对成形不利O1970年代初,麻省理工学院的研究人员发现,在金属凝固时加以搅拌,可以将产生的树枝状初晶破碎并分散到未凝固的残余液体金属中去,凝固组织由通常的树枝状晶体变成球状的等轴晶体,成为变形抗力较低~具有良好流动性的金属糊状物,并可以很方便地施以各种后续成形加工O 半固态成形技术有如下特点:显微组织细化,大大减轻了内部缺陷和偏析等;半固态金属变形抗力大大降低,并可以制造出近净成形制品;利用半固态糊状金属的高粘性,可以容易并且均匀地混入异种材料和比重差大的金属,从而制造新型复合材料和新成分合金O"液态挤压工艺液态挤压是在液态模锻研究的基础上,结合热挤压变形的特点而发展起来的一种液态金属成形工艺O 其成形过程为:将液态金属直接浇入挤压桶内,借助挤压冲头对未凝固的或准凝固金属施以高压,使其在压力下发生流动~结晶~凝固过程,随后,挤压成形模口处的准凝固金属经受断面缩减的大塑性变形,一次成形出管~棒~型材类制品O 利用液态挤压工艺也可以直接制备金属基复合材料管~棒~型材类制件,由此突破了现有复合材料成形方法均需二次变形,即先成形出复合材料坯体,再经挤~轧等工艺制成管~棒型材的限制,可以减少成形工序,降低成本,有望成为成形高性能复合材料管~棒~型材的一条新途径 131O参考文献1l 1黄少东,唐全波,赵祖德,等.用镁合金促进兵器装备轻量化 J 1.金属成型工艺,2002,20(5):8-10.21洪慎章,曾振鹏.国内外铝合金液态模锻的发展与展望 J 1.机械制造,1999(3):12-13.31张广安,吴树迎,李玉书,等.轿车铝合金轮毂的液态模锻 J 1.锻压技术,1999(3):33-34.41韦丽君,马风雷,李任江.液态模锻在铸造铝合金中的应用 J 1.材料工程,2003(7):40-42.51罗守靖,何绍元,王尔德,等.钢质液态模锻 M 1.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990:4-25.61上海交通大学锻压教研组.液态模锻 M 1.北京:国防工业出版社,1981.71齐丕襄.挤压铸造 M 1.北京:国防工业出版社,1984.81费良军,等.挤压铸造挖土机履带板板体的制造工艺研究 C 1//98挤压铸造(液态模锻)学术会议论文集,1998:40-44. 91吴代斌.发动机主轴承盖液锻工艺研究 J 1.新技术新工艺,1998(4):30-31.lO 1洪慎章.起动机连杆液态模锻 J 1.热加工工艺,1997(5):39-40.ll 1蒋鹏,贺小毛,张秀峰.半固态金属成形技术的研究概况 J 1.塑性工程学报,1998,5(3):1-7.l21蒋鹏,贺小毛,张秀峰.半固态成形在工业生产中的应用现状与前景 J 1.模具技术,1998(5):15-23.l31齐乐华,李贺军,罗守靖,等.液态挤压变形特征的研究 J 1.塑性工程学报,1997,4(3):43-46.l41Oi Le-Hua ,Hou Jun-Jie ,Cui Pei-Ling ,He-Jun Li.Researchon Prediction of the Processing Parameters of Liguid Extrusion by BP Network J 1.JournaI of MateriaI Processing TechnoIogy ,1999(95):232-237.(编辑立明)作者简介:徐慧(1976-),女,硕士研究生,助教O收稿日期:2006-06-20!"机械工程师!""!年第""期!!!!!!!!!!研究探讨R e s e a r c h &D i s c u s s i o n意大利纺机制造商协会主席保罗'班弗在中国国际纺织机械展览会上说,中国是最大的纺机市场,占世界纺机市场的25%O他说,中国是世界上最大的纺织品生产国和出口国,并在世界纺织服装贸易中起主导作用O 随着中国加入WTO 和纺织配额的取消,中国的纺织工业将进一步体现其竞争力O 但是中国纺织业要适应国际市场,就必须进一步改进技术,提高装备能力O保罗'班弗说,意大利是中国主要的纺机供货商之一O 其纺织机械对中国市场的出口值占其工业总出口值的17%左右O 2005年,意大利纺织机械设备对中国市场的出口总额达到3.16亿欧元,占整个中国市场的13.7%O2006年前4个月,意大利纺织机械设备对中国市场的出口比2005年同期增加17%O 2006年前4个月,意大利出口到中国的针织设备占第一位,占34%;其次是纺纱设备,占29%;第三位是织造设备,占26%O 保罗'班弗说:H 预计2006年对中国市场的出口将会进一步提高O H中国国际贸易促进委员会纺织行业分会副会长徐迎新说,目前<中国纺织工业H 十一五H 发展规划纲要 已正式对外颁布,中国纺织工业确立了建设纺织强国的发展目标O 意大利作为世界纺织机械的生产强国,有着较强的技术和产品开发优势O 意大利的纺织设备,特别是纺纱设备和附件以及印染后整理设备,为推动中国纺织工业的设备改造和技术更新做出了贡献OH 与其他纺机出口国相比,意大利的织机和后整理设备在中国具有很大的市场份额,并因其质量和价格的竞争性很高,深受用户欢迎O H 意大利对外贸易委员会北京办事处首席代表赖世平说O 同时,意大利参展商对本届展览会的踊跃参与,表现了他们对日益扩大的中国纺织市场的密切关注,同时也对将来与中国同行进行合资合作怀有极大兴趣O我国成为世界最大的纺机市场铝合金的液态模锻成形作者：徐慧， 李天生作者单位：湖南建材高等专科学校,机械工程系,湖南,衡阳,421008刊名：机械工程师英文刊名：MECHANICAL ENGINEER年，卷(期)：2006(11)被引用次数：4次参考文献(14条)1.黄少东;唐全波;赵祖德用镁合金促进兵器装备轻量化[期刊论文]-金属成形工艺 2002(05)2.洪慎章;曾振鹏国内外铝合金液态模锻的发展与展望 1999(03)3.张广安;吴树迎;李玉书轿车铝合金轮毂的液态模锻[期刊论文]-锻压技术 1999(03)4.韦丽君;马风雷;李任江液态模锻在铸造铝合金中的应用[期刊论文]-材料工程 2003(07)5.罗守靖;何绍元;王尔德钢质液态模锻 19906.上海交通大学锻压教研组液态模锻 19817.齐丕襄挤压铸造 19848.费良军挤压铸造挖土机履带板板体的制造工艺研究[会议论文] 19989.吴代斌发动机主轴承盖液锻工艺研究[期刊论文]-新技术新工艺 1998(04)10.洪慎章起动机连杆液态模锻[期刊论文]-热加工工艺 1997(05)11.蒋鹏;贺小毛;张秀峰半固态金属成形技术的研究概况 1998(03)12.蒋鹏;贺小毛;张秀峰半固态成形在工业生产中的应用现状与前景 1998(05)13.齐乐华;李贺军;罗守靖液态挤压变形特征的研究 1997(03)14.Qi Le-Hua;Hou Jun-Jie;Cui Pei-Ling;He-Jun Li Research on Prediction of the Processing Parameters of Liquid Extrusion by BP Network[外文期刊] 1999(95)本文读者也读过(10条)1.曾健华.黄光礼.李华秀.刘清祥.易伦超AlMgSi1铝合金盖液态模锻工艺研究[期刊论文]-锻压技术2002,27(2)2.李洪波.刘洪丽.李天生.徐慧.LI Hong-bo.LIU Hong-li.LI Tian-sheng.XU Hui变质剂对液态模锻铝合金力学性能的影响[期刊论文]-佳木斯大学学报（自然科学版）2009,27(3)3.韦丽君.马风雷.李任江液态模锻在铸铝合金中的应用研究[期刊论文]-材料工程2003(7)4.李天生.徐慧.朱福顺.张兴平.LI Tiansheng.XU Hui.ZHU Fushun.ZHANG Xingping液态模锻用铝合金成分优化[期刊论文]-热加工工艺2009,38(1)5.李天生.王宁.LI Tian-sheng.WANG Ning铝锌镁合金液态模锻工艺及组织性能的研究[期刊论文]-热加工工艺2005(10)6.汽车空压机铝合金连杆的液态模锻[期刊论文]-热加工工艺2000(1)7.李天生.徐慧.张洪.LI Tiansheng.XU Hiu.ZHANG Hong Mg、Cu和Zn含量对液态模锻铝合金力学性能的影响[期刊论文]-热加工工艺2009,38(23)8.唐全波.姜巨福.王迎.TANG Quanbo.JIANG Jufu.WANG Ying两种工艺成形的ADC12铝合金连杆的力学性能对比[期刊论文]-热加工工艺2010,39(19)9.刘振伟.李湛伟.LIU Zhen-wei.LI Zhan-wei液态模锻技术现状及发展趋势[期刊论文]-金属材料与冶金工程2008,36(5)10.夏华.卫星虎.胡亚民.XIA Hua.WEI Xing-hu.HU Ya-min支承座零件液态模锻新技术[期刊论文]-热加工工艺2007,36(17)引证文献(4条)1.唐全波.姜巨福.王迎ADC12铝合金连杆挤压铸造[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(7)2.唐全波.姜巨福.王迎工艺参数对ADC12铝合金连杆端盖挤压铸造过程的影响[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(8)3.唐全波.姜巨福.王迎两种工艺成形的ADC12铝合金连杆的力学性能对比[期刊论文]-热加工工艺 2010(19)4.唐全波.姜巨福.王迎挤铸、压铸ADC12铝合金连杆端盖的组织和性能比较[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2010(9)本文链接：/Periodical_jxgcs200611033.aspx。
液态成型工艺课程设计
液态成型工艺课程设计引言液态成型工艺是一种常见的制造工艺，广泛应用于汽车、航空航天、电子等行业。
液态成型工艺是指通过将材料加热至液态，然后注入模具中，通过冷却和固化获得所需形状的方法。
本文将介绍液态成型工艺的基本原理、常见的液态成型工艺和其优缺点，并针对一种特定的产品设计一个液态成型工艺课程。
液态成型工艺的基本原理液态成型工艺是通过将材料加热至液态来实现材料成形的工艺。
一般情况下，常用的液态成型材料包括塑料、金属和陶瓷等。
液态成型工艺的基本原理是将材料加热至液态，然后注入模具中，通过冷却和固化使材料获得所需的形状。
液态成型工艺具有成本低、生产效率高、生产周期短的优点。
常见的液态成型工艺注塑成型注塑成型是一种常见的液态成型工艺，适用于塑料材料的制造。
注塑成型的工艺过程包括：将塑料颗粒加热至液态，然后通过注射机将液态塑料注入模具中，通过冷却和固化使塑料成型。
注塑成型具有成本低、生产效率高、生产周期短的优点，广泛应用于汽车零部件、电子产品外壳等领域。
压铸成型压铸成型是一种常见的液态金属成型工艺，适用于铝、镁等金属材料的制造。
压铸成型的工艺过程包括：将金属加热至液态，然后通过压铸机将液态金属注入模具中，通过冷却和固化使金属成型。
压铸成型具有成本低、生产效率高、生产周期短的优点，广泛应用于汽车发动机零部件、电子器件外壳等领域。
熔融成型熔融成型是一种常见的液态陶瓷成型工艺，适用于陶瓷材料的制造。
熔融成型的工艺过程包括：将陶瓷粉末加热至液态，然后通过注射机将液态陶瓷注入模具中，通过冷却和固化使陶瓷成型。
熔融成型具有成本低、生产效率高、生产周期短的优点，广泛应用于陶瓷器具、陶瓷零部件等领域。
液态成型工艺课程设计课程目标本液态成型工艺课程的目标是培养学生对液态成型工艺的基本原理和常见工艺的了解，以及掌握液态成型工艺在产品设计和制造中的应用能力。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成一个液态成型产品的设计和制造。
课程内容第一章：液态成型工艺概述•液态成型工艺的定义和分类•液态成型工艺的优缺点及应用领域•液态成型工艺与传统加工方法的比较第二章：注塑成型工艺•注塑成型工艺的基本原理和流程•注塑成型机的结构和工作原理•注塑成型工艺中的关键技术和操作要点第三章：压铸成型工艺•压铸成型工艺的基本原理和流程•压铸机的结构和工作原理•压铸成型工艺中的关键技术和操作要点第四章：熔融成型工艺•熔融成型工艺的基本原理和流程•熔融成型机的结构和工作原理•熔融成型工艺中的关键技术和操作要点第五章：液态成型工艺在产品设计中的应用•液态成型工艺在产品设计中的优势和局限性•液态成型工艺与产品设计的关系•液态成型工艺在不同行业的实际应用案例课程教学方法本液态成型工艺课程采用理论教学与实践教学相结合的教学方法。
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液态模锻主要内容：液态模锻也称为挤压铸造、锻打铸造以及熔汤锻造等，是一种锻铸结合的工艺方法。
该方法采用铸造工艺将金属熔化、精炼，并用定量浇勺将金属液浇入模具型腔，随后利用锻造工艺的加压方式，使金属液在模具型腔中流动充型，并在较大的静压力下结晶凝固，且伴有小量塑性变形，从而获得力学性能接近纯锻造锻件而优于纯铸造件的毛坯或零件。
目前，采用这种工艺生产的单件质量可达300kg以上，其材料包括有色金属及其合金、铸铁、碳钢和不锈钢等。
采用此工艺可制造大型铝合金活塞、镍黄铜高压阀体、气动单元组件的仪表外壳，铜合金蜗轮等产品。
关键词：液态模锻，特种塑性成形，模锻工艺流程。
液态模锻工艺划分为金属液和模具准备、浇注、合模施压以及开模取件四个步骤，具体如图9-5所示。
图1液态模锻工艺流程.1 工艺分类液态模锻的工艺过程是把一定量的金属液浇入下模型腔中，当溶液还处于熔融或半熔融状态时施加压力，迫使金属充满型腔形成工件。
在整个凝固过程中，对工件保持压力，以便消除金属凝固时在工件内部产生的缺陷，并使其产生塑性变形，工件凝固及塑性变形，借助顶杆或其它方法将其推出，为下一次操作做好准备。
液态模锻工艺按加压方式可以分为如下三种形式：凸模加压凝固法。
如图9-6所示，熔化的金属浇入凹模1中，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，待熔融的金属逐渐凝固时加压使其成形，这种方法适用于铸锭或形状简单的厚壁件，在凸模压力作用下液态金属不产生向上移动。
直接液态模锻法。
如图9-7所示，熔融的金属浇入凹模1，凸模2下行与凹模形成封闭型腔，同时将液态金属压成一定形状。
型腔中的液态金属在一定压力的作用下向上流动，中间冷却凝固。
如果没有使多余金属溶液溢出的措施，则凸模的最终位置便由注入溶液的量来决定，并在工件底部和顶部厚度的变化上反映出来。
杯状和空心的法兰状工件常采用直接液态模锻法加工。
间接液态模锻法。
如图9-8所示，熔融的金属浇入下模2中，上模1先与下模2组成部分型腔，待凸模3下行时将液态金属挤出形成一定的形状。
间接液态模锻常采用组合模具，其特点是除凸模作用于工件外，上模也参与加压作用。
金属流动和直接液态模锻法相似。
由于金属溶液是以较低的速度连续流动的，所以不会产生喷流或涡流等现象，型腔内的空气也比较容易排出，加压效果显著。
.2 液态模锻的特点液态模锻工艺的具有如下主要特点：在成形过程中，液态金属自始至终承受等静压，并在压力下完成(1) 凹模 (2) 凸模(3)底板 (4) 金属溶液图2 凸模加压凝固法 (1) 凹模 (2) 凸模 (3)金属溶液(工件) 图3 直接液态模锻法结晶凝固；已凝固的金属在压力作用下，产生塑性变形，使制件外侧壁紧贴模膛壁，液态金属获得等静压；由于已凝固层产生塑性变形，要消耗一部分能量，因此液态金属承受的等静压不是定值。
它是随着凝固层的增厚而下降的；固-液区在压力作用下，发生强制性补缩。
因此，液态模锻与压力铸造比较，由于液态金属直接注入模膛，避免了在压力铸造情况下，液态金属在短时间内，沿着浇道充填型腔时卷入气体的危险；况且液态模锻压力是直接施加在金属液面上，避免了压力铸造时的压力损失。
由液态模锻获得的锻件比压力铸造组织来的细密。
与热模锻相比较，液态模锻是在单一模膛内，利用金属流动性填充模膛，避免了热模锻时采用多个模膛和金属充满模膛时那种镦挤性的强制流动方式，使液态模锻成形能大大低于热模锻的成形能。
.3 模具结构由于液态模锻能够加工更为复杂的模锻件，所以其使用设备、模具的结构也较为复杂，液态模锻所用的模具与液态模锻的成形方式有关，模具结构大致可以分为如下三种。
简单模。
简单模的结构与工作过程如图9-9所示。
其主要用于凸模加压凝固成形(方式)中。
可分凹模。
可分凹模的结构与工作过程如图9-10所示。
其主要(1) 上模 (2) 下模 (3) 凸模 (4) 金属溶液(工件)图4 间接液态模锻法用于直接液态模锻成形方式中。
凹模型腔由固定凹模与活动凹模共同组成，当工件完全凝固后，凸模上行返回原始位置，活动凹模移开便可取出工件。
工件取出后活动凹模返回，与固定凹模又形成一完整的可以盛放金属液的型腔，这样就完成了一次模锻过程。
图5 简单模的结构与工作过程图6 可分凹模的结构与工作过程组合模。
组合模的结构与工作过程如图9-11所示。
其主要用于间接液态模锻成形方式中。
间接液态模锻的凹模由2-3块组成，可以制造形状更为复杂的工件。
图9-11所示的凹模由三块组成。
当凹模与垫块组成一个可以盛放金属液的型腔后浇入金属液，上模下行使金属液部分成形，凸模再下行封闭型腔，并对金属液施加压力，使其成形并在压力下凝固。
工件完全凝固后垫块下行，上模回程与工件脱离，最后凸模上行。
工件卡在凸模上被带出凹模，并被限位停止的上模卸下，待垫块回复到原始位置时，完成一次模锻过程。
图7 组合凹模的结构与工作过程.4 应用范围液态模锻工艺可在下列范围内推广应用。
金属材料。
生产各种类型的金属合金，如铂合金、锌合金、铜合金、镁合金、灰口铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等工件。
液态金属在模具型腔内成形，受模壁的压力作用，其变形是在多向压应力而没有拉应力的状态下进行的，因而消除了脆性开裂的现象。
因此可以用于—些脆性材料（如锡青铜和灰口铁等）工件的制作。
复合材料。
纤维强化金属（FRM）具有重量轻、强度高、耐磨、耐高温等特点。
现在已经进行了碳、碳化硅、氧化铝等包括晶须在内的许多高强度的长短纤维的研究开发工作，作为金属强化材料很有发展前途。
但是，在FRM的制造上还存在一些问题，其中主要问题是纤维与液态金属难以浸润。
液态模锻所使用的较高压力可以将液态金属强行挤入到纤维间的微细孔隙中，而且纤维与金属粘接牢固，从而给复合材料成形开辟了一条新途径。
目前，活塞、连杆的FRM液态模锻已经得到实际应用。
形状、尺寸。
液态模锻技术不仅适用于轴对称的实心零件、杯形件、通孔件以及长轴类等厚壁零件，也适用于非轴对称、壁厚不均匀、形状复杂的零件。
一般来讲，对于一些形状复杂、性能又有一定要求的制件，采用液态模锻较合适。
若采用热模锻，成形困难，成本高；若改用铸造加工，使用性能难以保证。
由于施压可以使制件的轮廓清晰、精确，因此液态模锻技术也适用于模具制造及嵌镶装配件制造。
但是液态模锻产品不能太薄，否则在结晶和成形方面均会带来一些问题。
当有色金属工件壁厚小于5mm时，采用液态模锻成形会产生组织不均等现象。
反之，如果用压铸方法来生产薄壁件则较为有利。
.5 液态模锻模具设计（1）设计要求设计液态模锻模具的基本要求是：所生产的制件应保证产品图样所规定的尺寸和各项技术要求，减少机加工部位和加工余量；能适应液态模锻工艺要求；在保证制件质量和安全生产的前提下，应采用合理、先进、简单的结构，动作正确可靠，易损件拆换方便，便于维修；模具上各种零件应满足机械加工工艺和热处理工艺要求，选材适当，配合精度合理，达到各种技术要求；在条件许可时，模具应尽可能实现通用化，以缩短设计和制造周期，降低成本。
（2）设计原则液态模锻模具的设计依据是锻件图。
液态模锻锻件类型有许多种，但由于工艺的特殊性，无论哪种类型的锻件，均无需制坯，因此模具结构特点是一模一锻。
为了使制件成形后顺利出模，在锻件图设计时应结合模具结构的要求，掌握以下设计原则：分模面。
其选择除按一般模锻件设计原则使模膛具有最小深度以便工件脱模外，还要考虑加压部位等因素。
尽可能有较少的分模面产生，这主要是取决于锻件的复杂程度和成型后锻件出模的难易程度。
加工余量。
非加工表面不放余量，加工表面可加放3-6mm余量，易形成表面缺陷处可增大余量。
模锻斜度。
与顶出装置平行的侧面可考虑较小的出模斜度，一般取1°-3°。
圆角半径。
锻件的尖角与模具对应凹角处。
考虑充型排气和模具制造及热处理等要求，一般设计成圆角，根据尺寸可选圆角半径为3-10mm。
收缩量。
简单形状锻件，收缩量由材料性质、成形温度和模具材料确定；对于复杂形状锻件应考虑收缩不均匀问题。
锻件最小孔径。
孔径与锻件尺寸有关，有色金属最小孔径一般为Ф25-35mm，黑色金属则为Ф35-50mm。
排气孔和排气槽。
液态模锻时由于温度较高，常使用一些润滑剂（涂料）防止工件与模具粘合。
模锻时润滑剂中的某些成分会挥发成气体，液态金属凝固时，也有一部分气体析出。
这些气体在模锻时往往集中在转角处或其它模面上无法排出，致使工件棱角下塌，平面凹陷，出现缺陷。
为了将模锻时产生的气体有效地排出，在金属液最后充填的盲腔底部应开排气孔，排气孔应小于直径2mm，有时考虑气体能顺利排出，可在分模面或镶块配合面局部开设排气沟槽，槽深0.1-0.15mm，宽度应根据锻件具体尺寸确定。
凸、凹模间隙。
凸、凹模间隙要适当，过小则因凸、凹模的装配误差而相碰或咬住；过大则金属液容易通过间隙喷出，造成事故，或者在间隙中产生毛刺，减小加压效果，阻碍卸料。
合理的间隙与加压开始时间、加压速度、压力大小、工件尺寸及金属材料有关。
如加压开始晚一些可采用大一些的间隙，可依工件材料来选定间隙，一般情况下铝及铝合金取0.05-0.1mm，铜及铜合金取0.1-0.3mm。
可按表9-1选用。
模具结构。
设计模具时首先应对工件作全面分析，如工件的大小、形状复杂程度、分模面设置、加工面位置、工件使用要求、车间设备条件等。
对形状简单的工件，可采用简单模；对形状复杂的工件可采用可分凹模或组合模。
为了确保最佳的加压效果，设计时还需要注意使制件重要的受力部位或易产生疏松的部位靠近冲头端，将加压前自由凝固区和冲头挤压冷隔放在制件不重要的部位或加工余量中去；壁厚比较均匀的制件，可以按“同时凝固”原则进行设计，壁厚相差较大的制件，按“顺序结晶”原则进行设计。
间接液态压制或有内浇道的液态模锻，必须有足够厚度的内浇道，以保证对制件的压力补缩。
有条件时，应尽可能使制件达到“顺序结晶”的目的。
粗糙度。
模具的粗糙度直接影响工件的粗糙度，应使模具型腔的粗糙度比工件的粗糙度数值小一级，以保证获得满意的工件表面质量。
表1 凸模与凹模的间隙（3）模具材料对模具材料的要求。
液态模锻是在—定的压力和温度下进行的，虽然不象压铸模那样受到金属液流的冲击，但却会因反复受到液体金属的加热和冷却系统的冷却作用引起模具局部热疲劳变形和损坏。
一些形状复杂的模具或模具镶块等，常常在生产了200-300件以后因热疲劳而报废。
液态模锻的工作温度根据工件材料的种类而不同，铝合金为600℃-700℃；镁合金为580℃-650℃；铜合金为1050℃-1170℃、钢为1320℃-1390℃或更高。
液态模锻时的工作压力比压铸高，但与一般模锻相比却很低。
因此，仅要求液态模锻模具的材料在相应工作温度下有一定的抗压强度。
常用模具材料。
液态模锻所用模具应选含有铬元素的合金钢材，通过按一定比例加入适当的钨、钼、钒等元素，改变钢材的耐热性能。