半固态加工技术课件.ppt

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1、2022/11/26,1,半固态成形技术及其进展,北京交通大学邢书明中国机械工程学会半固态加工学术委员会 委员中国机械工程学会特种铸造专业委员会 委员中国兵工学会挤压铸造委员会 委员,2022/11/26,2,主要内容,半固态成形,传统加工技术分析,原理特征和优势,应用现状和前景,项目建议与分析,2022/11/26,3,1 半固态成形技术的产生材料传统加工技术分析,传统材料加工技术,材料连接 焊,固态加工锻、轧、挤冲、拉、拔 热,液态加工 铸,2022/11/26,4,1 半固态成形技术的产生材料传统加工技术分析,液态成形特征：以液体状态充型优点：短流程 高柔度 低成本缺点：质量控制困难 可

2、靠性低 稳定性差趋势：快速、精确、高压 向固态成形延伸挤压铸造压铸铸轧一体化,固态成形特征：以固态充型优点：高可靠性 高性能缺点：流程长 柔度低 成本高趋势：快速、精确、低耗 向液态成形延伸液态模锻液芯轧制精密锻造等温锻造超塑性加工,2022/11/26,5,1 半固态成形技术的产生加工技术新体系,2022/11/26,6,2 半固态成形技术简介基本概念,定义：利用材料的流变特性进行充填与成形的加工技术材料状态：半固态技术本质：流变充型加压凝固加工温度：TsTTL加工方式：半固态铸造、半固态锻造、半固态轧制、半固态挤压等,2022/11/26,7,2 半固态加工技术简介工艺流程,触变成形坯料

3、加热 充型 凝固 脱模 后处理流变成形合金熔炼 浆料制备 充型 凝固 脱模 后处理,2022/11/26,8,2 半固态加工技术简介技术优势,2022/11/26,9,2 半固态成形技术简介限制环节,半固态加工,半固态浆料制备,半固态坯料制备,成形设备,成形工艺,产品市场,2022/11/26,10,3 半固态成形技术原理,技术范畴：凝固控制+半固态流变充型+塑性变形定义：利用各种凝固控制技术获得具有良好流变性的半固态浆料，并在外力作用下使其充满型腔、凝固并发生一定的塑性变形，得到各种零件毛坯的成形方法.技术关键：半固态浆料的制备半固态浆料的定量充型凝固与塑性变形之间的耦合零件毛坯的质量控制与

4、各种成形设备的相容性,2022/11/26,11,分类,半固态成形技术分类,2022/11/26,12,2022/11/26,13,4半固态加工技术现状与进展,国外已经产业化专业化工厂专业化设备制造产品遍及整个制造业有色、黑色军工、航天、民品高科技、日用品,国内有待产业化实验研究充分产业化准备不足关键设备缺乏工艺设计与控制依据不足限制环节：坯料或浆料的制备设备市场,2022/11/26,14,4 半固态成形技术现状与进展,技术现状浆料制备：系统，成熟坯料制备：半固态连铸已经工业化加热技术：感应加热已经工业化成形技术：半固态压铸和半固态锻造成熟半固态挤压、轧制较少,2022/11/26,15,4

5、 半固态成形技术现状国外应用现状,Alumax公司的AEMP分部 (Alumax Engineered Metal Process)建厂：于1978年就建成了生产铝合金汽车零件的半固态压铸生产线， 年生产能力达到了5000万件。近况： l与Superior工业公司合资在美国Arkansas州建成了全球首家半固态压铸铝合金轮毂厂。拥有24台压铸机半固态压铸铝合金轮毂与低压铸造相比 减重30，性能提高30，生产率提高9倍l该公司帮助AMP公司新建了一个用来生产电工铝合金零件的专业厂.,2022/11/26,16,Alumax公司的半固态产品,4 半固态成形技术现状国外应用现状,2022/11/26

6、,17,4 半固态成形技术现状国外应用现状,半固态成形汽车零件,2022/11/26,18,4 半固态成形技术现状意大利应用现状,Alfa Romeo Spider 跑车后悬铝合金梁水平支撑，单重达7公斤,壁厚只有0.1英寸(2.54),2022/11/26,19,4 半固态成形技术现状以铝代铁,原为铸铁，单重3公斤，现改用半固态铝合金，单重1.4公斤,减重114%,2022/11/26,20,4 半固态成形技术现状以铝代钢,原为精铸碳钢，现为A356T6铝合金.完全满足要求, 且减重50%,成本显著降低,2022/11/26,21,4 半固态成形技术现状中国,汽车制动总泵体,2022/11/

7、26,22,4 半固态成形技术现状中国,汽车空调器涡轮盘,2022/11/26,23,4 半固态成形技术现状中国应用现状,汽车水泵盖,2022/11/26,24,5 半固态成形技术的发展趋势,2022/11/26,25,5 半固态成形技术发展趋势,有色与黑色并重实现黑色金属精确成形触变成形与流变成形并重流变成形可以解决成本高的问题系列化与专业化并重设备专业化产品专业化企业专业化,2022/11/26,26,5 发展趋势,生产连续化、高速化：与现代成形接轨材料多样化：铝合金、镁合金、铜合金、钢铁材料、复合材料工艺数字化：适应网络制造、虚拟制造等先进制造技术设备专业化：产业化的硬件保证铸轧一体化：

8、坯、件、型材并重,2022/11/26,27,6 本课题组的主要成果,Fe-Cr-C系合金白口铁半固态成形,半固态,普通,2022/11/26,28,6 本课题组的主要成果,高锰钢半固态成形,半固态,普通铸造,2022/11/26,29,6 本课题组的主要成果理论成果,半固态连铸过程稳定性理论粒状晶形成理论半固态连铸工艺设计准则,2022/11/26,30,6 本课题组的主要成果半固态挤压铸造机,邢书明发明 半固态挤压铸造机,2022/11/26,31,6 本课题组的主要成果半固态连铸机,安装在车间的垂直连铸机SSCC95,2022/11/26,32,6 本课题组的主要成果黑色金属半固态连铸机

9、,邢书明研制的黑色金属半固态连铸机,2022/11/26,33,6 本课题组的主要成果半固态挤压抗磨锤头,2022/11/26,34,6 本课题组的主要成果半固态挤压白口铁杯形件,2022/11/26,35,6 本课题组的主要成果半固态挤压磨球,2022/11/26,36,6 本课题组的主要成果半固态挤压铸造机,2022/11/26,37,6 本课题组的主要成果半固态反挤成形,半固态坯,普通坯,2022/11/26,38,7 今后的研发计划,与企业联合组建半固态加工技术与装备中心研发基地装备制造基地生产应用基地近五年内的研发内容：半固态连铸技术与装备产业化半固态压铸技术与装备产业化半固态模锻技术与装备产业化半固态挤压技术与装备产业化,2022/11/26,39,感谢光临， 敬请指导！,