超高强钢结构件制备用热态金属气压成形技术

《超高强钢结构件制备用热态金属气压成形技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、超高强钢结构件制备用热态金属气压成形技术口张碧辉(中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院河北·秦皇岛066004)摘要：热态金属气压成形技术(HMGF)是在液压成形和吹塑成型的基础上形成和发展起来的金属高温快速成型技术。在介绍HMGF工艺的提出与发展的基础上，分析该技术的主要工艺设备、技术控制及完善方向，并提出技术应用前景。关键词：热态金属气压成形轻量化快速成型技术高温成形中图分类号：TG39文献标识码：A文章编号：1007．3973(2013)012．041．021前言模安装在下模座上，固定在下工作台上，而上模则安装在压板热态金属气压成形技术HMGF(HotMetalGasFor

2、ming)上，压板通过单独的轴承座在顶杆上移动。冷却和淬火模具是在液压成形和吹塑成型的基础上形成和发展起来的金属高形状与成型模具一样，不同之处在于冷却模具内布置的是冷温快速成型技术，其通过快速加热使材料在高温下成形，改善却管道，而不是感应线圈。了材料的成形性能，并提高了成形效率，可实现复杂中空结构压力机工作过程中，液压缸叮以提供较高的保持压力，使件的气压成形，为汽车的轻量化制造提供了一条可行途径。得上模在高温胀形过程中不会分离。当成形结束后，液压与液压成形相比较，气压成形具有以下优点：(1)所需成型缸通过顶杆带动上模向上移动，开模后，成形件通过传送装置压力小、设备成本低。(2)生产周

3、期短，其生产效率为液成形传送到冷却和淬火模具。的3倍。(3)气压成形允许更高的成形温度，在高温铡材冷却和淬火模具的原理与成型模具基本相同。成形性能好，这就使复杂零件成形成为可能，尤其是在成形高(2)模具。强钢中空件中具有明显的优势。一套完整的HMGF模包括了预处理模具，成型模具和冷2热态金属气压成形技术却与淬火模具。预处理模具用来完成必要的预弯曲和预热部2．1基本概念分：成型模具主要用来完成成型过程，冷却模具则用来实现后热态金属气压成形技术是在液成形和吹塑成型的基础期的淬火工艺，强化组织性能。冷却模具一般采用的是水冷上形成和发展起来的金属高温快速成技术，利用高温气体系统。将坯料胀成与

4、模具内腔形状相同，具有预定性能与形状的结HMGF工程中模具采用了陶瓷材料，分为内外两层，内层构件。采用低渗透性，高刚性的材料，用来保证工件的外形；外层采在HMGF过程中，所采用的毛坯料是轧制后的板材或管用陶瓷材料，主要起支撑作用。在典型的模具设计中，型腔由材预处理以后切割而成。对于管状结构件，首先通过焊接的氮化硅和致密的陶瓷覆盖层组成，当使用氮化硅时，用陶瓷覆方法将毛坯料焊接成所需的管料(也可用无缝管下料)，然后利盖面来强化表面。考虑到外层内感应线圈的布置与模具所需用电阻加热方法等方法对管料进行预热，若是复杂结构件则的强度，为了阻止电磁感应产生的磁场向外扩散，提高模具的需要用传统工艺

5、进行预成形。将经过预热、预成形的管件置强度，所以选择透磁性较差的陶瓷材料，来减少磁场的散失，于陶瓷模具中，用含有通气孔的密封装置将管件的两端密封，降低成本。在高压气瓶、气体传输机构、管件内部之间形成气流回路，并(3)加热装置。按预先设计的气体压力一时间关系充入压力气体(N：)。然后为了达到所预期的温度，HMGF工艺中采用了两种不同接通电源，利用镶嵌于陶瓷模具内的感应加热线圈将管件快的加热方式。速加热到高温，材料在高温、内部气压、管件端部沿轴向的压1)预热过程中的加热方式——电接触式加热，热成形过程力和模具内壁共同作用快速成形。成形结束后释放压力气体，中，坯料由两对电极夹紧，电流通过板

6、材的金属部分，材料的将结构件移至冷却和淬火模具内，通过水冷快速冷却，使结构电阻引起零件加热。接触加热使用的一个重要依据是实际效件在较高的可控的冷速下获得均匀一致的淬火组织，最后去率，这个因素直接取决于零件的电阻。物料通交流电时，电流除工件的多余部分获得所需零件。沿物料截面分布不均匀，存在着集肤效应，表层的电流密度大2．2热态金属气压成形的主要设备而中心的小，沿结构件长度方向上加热不均匀，不能很好地对(1)压力机。结构复杂的元件加热。压力机有多个模具位置，包括加载或预处理模具、成型模2)在HMGF成形过程中的加热方式——感应加热，将感具、冷却和淬火模具。同时压力机有两个独立的滑块，一个

7、用应加热线圈镶嵌于陶瓷模具中，从而实现对金属件加热和保来成形，另一个用来淬火，两个滑块可以被单独控制以减少循温。所谓的电磁感应加热就是利用电流通过线圈产生交变磁环周期。场，并将工件置于交变磁场中，当交变磁场的磁力线通过工件加载和预处理模具通常为一个有嵌套的矩形固定器，用时，磁力线被切割，产生无数的小涡流，工件的局部可迅速得于接收坯料，当然固定器可以有其他形状，在此位置可以进行到加热，通过电磁感应直接使工件自身产生涡流而发热。这预处理和预热。成型模具包括上模