模具加工

? ? ? 锻造模具加工时温度范围很窄。
由于铝合金变形抗力随温度降低而增加。
增加速度比碳钢和低合金钢快；另外，模锻店度过高或较低时，铝合金锻件极易产生缺陷。
所以铝合金锻造温度范围窄，尤其合金化程度高的铝合金不能在过高或较低温度下锻造。
1）合理确定锻造温度范围：确定铝合金锻造温度范围的主要依据是其塑性图和变形抗力图等。
在合理锻造温度范围内对铝合金进行锻造，可获得均匀且细小的再结晶组织，保证铝锻件的物理和力学性能。
2）锻造温度范：铝合金允许锻造温度范围很窄，一般最大在120度以内（碳素钢锻造温度范围为500度左右)，某些高强度铝合金锻造温度范围甚至不到100度。
例如7a04超硬铝温度范围380一450度，仅700度。

? ? 铝合金在高于允许锻造温度范围或保温时间过长时易产生粗晶，还易产生过烧，可? 能将坯料打碎。
低于允许锻造温度范围时，易使锻件产生各种缺陷，例如粗晶粒和裂纹 等，并增加变形抗力。
美国和日本对铝合金采用更窄的锻造温度范围，一般小于55度， 不超过85度。
例如美国6061铝合金始锻温度482度，终锻温度432度，温度范围仅45度;而曰本6061铝合金始锻温度 480度，终锻温度435度，温度范围仅45度为了减小变形抗力，终锻温度应取较高温度。
所以实际采用的温度范围更窄。

? ? ?另外，由于各种锻造设备打击速度各异，产生热效应不同，故锻造温度也不同，例如锤上锻造温度一般比压力机锻造温度低20-30度，对于高合金化铝合金一般不采用模锻锤锻造。

? ? （2）加热温度精测量。
由于铝合金锻造温度范围很窄，而且加热到400度左右，铝合金的颜色不变；用肉眼无法判断温度。
为此铝合金加热需要采用温度计控制温度。
并必须准确无误地控制。
为此，加热炉炉温和坯料温度测量非常重要，必须准确测量。
辐射型传感器（红外线）越来越多地用于测量毛坯的表面温度。

? ? ?（3）导热性能良好，但加热保温时间长。
1）铝合金坯料可直接在高温炉内加热：尽管铝合金锻造温度范围很窄，但是铝合金导热性良好，比结构钢热导率大3-4倍，比不锈钢热导率大5-10倍，比高温合金和钛合金热导率大8-10倍，由于铝合金热导率高所以，一般任何尺寸的坯料均不需要预热，可直接在高温温炉内加热。
2）保温时间比碳钢长：由于铝合金的相组成复杂，为了保证强化相充分溶解，其加热保温时间比一般碳钢时间长，且合金化程度越高。
保温时间越长。
加热保温时间合理，铝合金塑性好，并可以提高铝合金锻造性能。

? ? ?多数铝合金坯料保温时间按锻件直径或厚度1.5-2min/mm计算，而高强度铝合金如7a04及7075等，其加热保温时间应按2-3min/mm计算。
合金元素含量高的取上限，直径或厚度较大的取上限，重复加热时的时间可以减半。
挤压、? 轧制坯料加热到锻造温度后是否需要保温，以在锻造时不出现裂纹为准，而对于铝铸锭则必须保温。

（4）加热没有氧化皮，铝合金加热时不产生松散的氧化皮，但产品生氧化膜。

（5）冷收缩率小(比钢)。
铝合金冷收缩率比钢小，一般取0. 6%-1.0%（钢一般取1%一1.5%）。

? ? ? ? ?锻造变形特点，如前所述，铝合金锻造变形特点是外摩擦系数大，流动速度慢，黍占附力强，塑性差和变形抗力较大。
例如中等强度和塑性的锻铝2a50，在锻造温度范围内的塑性比碳钢低，它需要比低碳钢大30%的变形能量；且在锻造温度下有严重的粘模倾向，它与模具表面摩擦系数是钢的3倍，其流动速度约为钢的一半。

? ? ?铝合金可锻性虽然比碳钢和低合金结构钢差，但是只要铝合金坯料锻造温度合理、模具粗糙度低（模具型槽光洁）和润滑良好及模具预热佳等条件优化，可极大提高变形铝合金可锻性，模锻出形状复杂的精密模锻件。

? ? ?铝合金这些工艺特点（加工条件对铝合金可锻性影响），要求在锻造工艺及模具设计时采取相应措施。
为了避免产生各种缺陷，应该对各工艺参数严格控制。
例如某些铝合金，特别是6061和2014，晶粒很容易长大，为了更好地控制晶粒尺寸，应当非常小心地控制坯料锻造温度和变形程度、模具工作温度。
若模锻变形量小和变形温度低。
在进行固溶处理时，晶粒会异常长大。
例如，7075超硬铝合金是锻造铝合金材料中工艺难度最大的材料种类，合金化程度高属高强度低塑性铝合金。
可锻温度范围狭窄，其塑性最佳温度区间约60度（380-440度）。
工艺塑性对材料的变形速度也非常敏感。
7075超硬铝合金易出现材料内部开裂、模锻飞边开裂和切边后的断口撕裂（应采用热切边，但是6000系铝合金锻件应采用冷切边）。

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