铝合金锻件前准备包括原材料选择、材料计算、切割、加热、测量变形力、设备选择、模具设计。在铝合金锻件之前,必须选择润滑方法和润滑液。
锻造材料的范围很广,包括各种类型的钢和耐热合金,以及铝、镁、钛、铜等稀有金属。不仅有一次性加工的不同尺寸的棒材和型材,还有各种类型的铸锭。大部分锻造材料已被纳入标准,许多是新材料的开发,使用和推广。众所周知,产品的质量往往与原材料的质量密切相关。因此,对于铝合金锻件工人来说,必须具备材料知识,善于根据工艺标准选择合适的材料。
计数切割是提高材料利用率,完成坯料细化的重要环节之一。材料过多不仅导致消耗,还会加重模腔损坏和能耗。如果不预留产能,会增加工艺调整的难度和废品率。此外,切割口的质量也影响铝合金锻件的工艺和质量。
加热的目的是减小锻件变形力,提高金属塑性。但加热也产生一系列问题,如氧化、渗碳、超温、过烧等。控制初锻温度和终锻温度会对产品的组织和性能造成很大的危害。
火焰加热具有成本低、适用性强的优点,但加热时间长,容易产生氧化脱碳,工况需要持续。感应加热具有加热速度快、氧化少的优点,但对商品规格、材质的变化适应性差。
锻造形状是在外力作用下产生的。因此,正确测量变形力是选择设备和校对磨具的基础。变形体内的应力应变分析对于优化铝合金锻件的工艺过程和控制其力学特性是必不可少的。
分析变形有四种主要方法。主应力法虽然不是很严格,但非常简单直观,可以计算出总压力和工件与刀具界面的应力分布。滑移线法对平面应变要求严格,对高大零件局部变形获得应力分布直观,但应用领域较窄。极限法可以得到虚拟高度的载荷,极限单元还可以预测工件在变形过程中的形状变化。
有限元法不仅可以得到外部载荷和工件形状的变化,还可以得到内部各处的应力和应变。缺点是后面有很多计算机,特别是用弹塑性有限元法得到的时候,计算机体积一定很大,后面的计算机很长。近期有一种趋势,就是用协作的方法来分析问题,比如:用约束法进行粗略计算,在关键部位用有限元进行精细计算。
减少摩擦不仅可以节约资源,还可以延长模具寿命。由于变形是对称的,有助于改善铝合金锻件的显微组织。减少摩擦的主要对策之一是选择润湿。由于煅烧方式不同,工作温度不同,常用的润滑液也不同。玻璃润滑液多用于锻造耐热合金和钛金属。对于钢的热锻,水基石墨是一种广泛使用的润滑液。对于冷锻,由于压力高,磷酸盐或草酸盐溶液通常在锻造前进行。