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      行業知識

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      “先進金屬成形技術”的應用現況和發展趨勢

      2019-04-10

        先進金屬成形技能

        在民用工業范疇的使用現狀和發展潛力

        金屬成形,是使用材料的塑性流變特性或根本物理性能使材料發生幾許外形和組織上的變化的一種辦法。

        金屬成形技能是現在航空、航天、武器等國防工業的根底制作技能,同時更是汽車、儀器儀表、機械工業等民用產業的技能支撐。

        隨著工業構件全體化、精細化、雜亂化的發展趨勢,對先進金屬成形技能的需要愈加迫切;金屬成形技能在工程需要和根底研究的一起推動下,也在不斷改造和豐厚。

        超塑成形技能

        在汽車制工作中的使用

        超塑成形是廣泛使用于航空航天范疇的金屬成形技能,是使用材料的超塑性,在必定溫度和應變速率條件下取得均勻大變形量,實現零件成形的一種辦法,是現在比較先進的金屬鈑金輕量化制作技能。

        除航空航天外,當時因為環境壓力,汽車工業相同面臨節能減排的壓力。為有效下降油耗,輕量化結構制作技能成為汽車行業發展的要害問題之一。選用鋁合金、鎂合金等輕型材料替代鋼板,是汽車車身減重一個重要辦法。

        現在,工業上鋁合金汽車車身結構件和掩蓋件多選用冷沖壓成形,與鋼板相比,鋁合金在室溫條件下回彈較大、塑性較低,使得使用冷沖壓辦法成形雜亂形狀鋁合金汽車掩蓋件成形較為困難。但鋁合金是一種典型的超塑性材料,在超塑性狀態下,即使變形量到達百分之幾百,成形零件也不會出現回彈。

        因而,近年來鋁合金汽車掩蓋件的超塑成形已經成為當時的一個研究熱門,并已在工業范疇取得使用。在第八屆超塑性國際會議上,日本和瑞士等國的汽車公司介紹了用超塑成形辦法生產的大型鋁合金掩蓋件,為超塑成形在汽車工業中的使用開辟了遠景,如圖1所示為大型鋁合金汽車掩蓋件。

        超塑成形具有無回彈、模具結構簡單、單工序、設備載荷低等優點,但現在細晶的超塑鋁合金板材價格遠高于一般板材,這使超塑成形掩蓋件本錢居高不下,限制了其大規模使用。

        新興的內高壓成形技能使用的首要行業有汽車、航天、航空、自行車和管路等。

        其中,汽車是內高壓成形技能使用廣泛的行業,在汽車上使用的零件種類包含:①底盤類零件,包含副車架、后軸、縱梁和保險杠等;②車體構件,包含儀表盤支梁、散熱器支架、座椅框、上邊梁和頂梁等;③發動機和驅動系統,包含岐管和排氣管件、凸輪軸和驅動軸等;④轉向和懸掛系統,包含操控臂和轉向桿等。

        興迪源機械研制生產的汽車排氣歧(一出二)管實物圖

        在飛機上的使用有空心框梁、發動機上中空曲軸和異型管件等。

        在航天上的使用有火箭動力系統管路接頭和異型截面進氣道等。

        內高壓成形技能近十多年來在汽車工業得到廣泛使用,汽車等運輸工具對減輕質量和下降本錢的需要又促進了內高壓成形技能的不斷改進,使其技能迅速發展,其發展趨勢:

       ?。?)超高壓成形?,F在,工業生產中使用的內高壓成形機的增壓器高壓力一般為400MPa。為了習慣更雜亂的結構形狀和精度、更大壁厚和高強度材料(超高強鋼、鈦合金和高溫合金等),需要更高內壓,將發展到600MPa,甚至1000MPa。

        興迪源機械研制生產的發動機中冷管實物圖

        使用先進液壓(內高壓)成形工藝

        一次成形的發動機中冷管

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        管材胚料預彎成形

        中冷管液壓(內高壓)成形有限元分析

       ?。?)新成形工藝。拼焊管內高壓成形,將不同厚度或不同材料管材焊接成全體,然后再用內高壓成形加工出結構件,能夠進一步減輕結構質量;選用兩端直徑不同的錐形管,制作特殊結構零件,如汽車碰撞時吸收能量結構;雙層管內高壓成形制作汽車雙層排氣管件,進步汽車尾氣三元催化和凈化作用;選用初始截面形狀為非圓形的型材管作為一種預制胚成形出規劃要求的零件;外壓成形和表里壓結合成形;內高壓成形與銜接等工藝復合,把幾個管材或通過預成型管材放在內高壓成形模具內,通過成形和銜接工藝復合加工為一個零件,進一步減少零件數量,進步構件全體性。

       ?。?)超高強度鋼成形。隨著汽車對結構輕量化需要的進一步進步,車體上使用的鋼材強度越來越高,材料塑形下降,例如,鋼材強度由250MPa進步到1000MPa,塑性由45%下降到12%。材料塑性下降導致開裂傾向嚴重,成形難度增大,需要對曲折、預成形、內高壓成形工藝、壁厚散布和潤滑等進行深入研究。

       ?。?)熱態內壓成形。為了處理高性能鋁合金、鎂合金等輕合金材料室溫塑性低、成形困難的問題,選用加熱加壓介質成形異型截面零件是內高壓成形發展的一個重要方向?,F在,以耐熱油作為介質的溫度能夠到達300℃,壓力到達100MPa,完全能滿足鋁合金和鎂合金管材成形的需要。熱態內壓成形的首要問題是成形時間長、效率低。對于鈦合金,需要在600℃以上溫度成形,目的耐熱油達不到這個溫度,選用氣體作為成形介質是一個很好的處理方案。

        金屬成形技能作為一項要害的根底制作技能,隨著工業范疇對構件制作要求的不斷進步和新型材料的廣泛使用,對先進金屬成形技能的需要愈加迫切。

        一方面,金屬成形技能專業需要在需要牽引下進一步立異和豐厚,習慣不同工業范疇的發展趨勢;

        另一方面,通過根底研究,孵化先進成形技能,帶動新材料及新結構的工程化使用,為規劃供給更大的自由度,注重金屬成形技能在民用工業范疇的推廣使用和商場拓寬,提高價值發明能力,發明技能和經濟效益。

        先進金屬成形技能之一--內高壓成形技能

        興迪源機械(Xingdi Machinery)是一家專心內高壓(液壓)成形技能的鍛壓設備制作企業。自2007年創立以來,我司一直致力于內高壓(液壓)成形的技能立異和產品研制。企業2010年開端組建超高壓液力成形技能團隊,突破了成形壓力100MPa-250MPa的技能難關,研制出“內高壓成形設備”并投入用戶生產現場。

        通過數十年的技能研制和經歷積累,我司已把握了成形壓力為500MPa的技能成果,并向商場供給了合模力4000噸、成形壓力達500MPa以內的各種規格的內高壓成形設備數十臺套。

        至今,我司在國內同行的民營企業中到達先進水平,成為國內集產品研制、設備生產、模具規劃和工藝指導于一體的先進內高壓成形鍛壓設備制作企業。

        興迪源機械 XD-THF內高壓成形液壓設備

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        廣泛使用于航天航空、核電、石化、發動機管件、汽車管件、自行車管件等生產范疇

        內高壓成形設備首要針對管材成形,

        如:飛行器輕體構件、發動機中空軸件、汽車支管、

        單車支架管、排氣系統、排水系統等產品


      空心雙拐曲軸加載路徑優化與成形規律

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