带流体通道的铝合金锻造模具及其锻造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种带流体通道的铝合金锻造模具及其锻造工艺，在上模和下模的内部均设有若干条流体通道，流体通道入口均通过管道依次与泵和存储箱连接、出口均通过管道与收集箱连接，存储箱内设有冷却介质。锻件锻造成形后，上模和下模继续合模，冷却介质在泵的作用下从存储箱经过流体通道进入收集箱，进而完成模内淬火，保证了锻件的强度和尺寸精度，提高了模具寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锻造模具领域，具体涉及一种带流体通道的铝合金锻造模具及其锻造工艺。
技术介绍
汽车工业的快速发展，拉动了锻造行业的快速发展，而随着轻量化技术的应用顺应了汽车节能减排的必然趋势，铝及其合金等轻金属在锻造工业材料中的应用越发广泛，涉及航空、航天、精密机械制造及建筑工业中。铝合金可以在锻锤、热模锻压力机、液压机、平锻机、扩孔机等各种锻造基本设备上锻造，可以自由锻、模锻、顶锻、辊锻和扩孔。铝合金锻造与钢铁的不同点在于，铝合金坯料必须先进行固溶处理，即将铝合金坯料加热至固溶温度后保温，使各相充分溶解形成均匀固溶体，温度稳定后进行塑性成形，然后进行时效处理。而在现有技术中都是铝合金塑性成形（锻造）过程完成后，取下成形件进行淬火、时效等后处理。这样做不仅工序长、效率低，而且不能很好的控制铝合金热成型后的变形问题和精度问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带流体通道的铝合金锻造模具及其锻造工艺，可以在锻件锻造成形后完成模内淬火，保证了锻件的强度和尺寸精度，提高了模具寿命。本专利技术所采用的技术方案是：一种带流体通道的铝合金锻造模具，包括上模和下模，上模能够向下模运动并施加压力，上模和下模合模时能够形成型腔，上模和下模的内部均设有若干条流体通道，流体通道入口均通过管道依次与泵和存储箱连接、出口均通过管道与收集箱连接，存储箱内设有冷却介质。进一步地，流体通道出口与收集箱连接的管道上设有回流泵，流体通道入口与存储箱连接的管道上均设有阀门和通向收集箱的分支管道，分支管道上均设有阀门。进一步地，冷却介质为高沸点冷却液。进一步地，流体通道入口位置高于出口位置。进一步地，流体通道分别沿上模和下模的成型面排布。一种基于上述带流体通道的铝合金锻造模具的铝合金锻造工艺，包括下述步骤：1）将铝合金坯料加热至固溶温度并保温，使铝合金相充分溶解，固溶温度480℃—550℃，保温时间60—300min；2）将保温后的铝合金坯料放置在上述带流体通道的铝合金锻造模具的下模中，上模向下运动直至与下模合模，铝合金坯料进行锻造成形，锻造温度450℃—500℃，变形量10%—95%；3）锻件锻造成形后，上模和下模继续合模，冷却介质在泵的作用下从存储箱经过流体通道进入收集箱，锻件迅速完成模内淬火处理；4）将淬火得到的锻件进行人工时效处理，时效温度100℃—240℃，时效时间1-96h；5）上模回程，进入下个工作循环。进一步地，在步骤2）中，上模与下模还未合模时，因在上一个工作循环中流经流体通道而被升温的冷却介质在回流泵的作用下从收集箱经过流体通道并回流至收集箱。本专利技术的有益效果是：1.锻件锻造成形后，上模和下模继续合模，冷却介质在泵的作用下从存储箱经过流体通道进入收集箱，在这一过程中，冷却介质相对于风冷能够迅速的带走上模和下模的热量，上模和下模不断的降温，锻件一直与模具接触，而铝合金的锻件对于温度下降非常敏感，所以锻件温度一直降低，从而达到模内淬火的目的，模内淬火可以有效解决铝合金材料室温塑性差、热处理时形状畸变的问题，能够保证锻件的强度和尺寸精度，以解决现有铝合金锻造工艺工序长、效率低，精度不高等缺陷，同时也能提高模具寿命。2.通过控制阀门和回流泵可以实现冷却介质的回流，上模与下模还未合模时，因在上一个工作循环中流经流体通道而被升温的冷却介质在回流泵的作用下从收集箱经过流体通道并回流至收集箱，可以对上模和下模起到升温的作用，便于尽早达到锻造温度。3.锻造过程中模具温度很高，传统的水基冷却液不能快速降温，高沸点冷却液与水基冷却液相比，具有以下优势：a)高沸点冷却液在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，高沸点冷却液沸点较高，一般在180℃以上，冰点-50℃以下，散热能力好，高温、低温适应能力非常强，即可以大大降低高温加热系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性；b)高沸点冷却液不会因为高温而蒸发，因而不需经常添加冷却液，提高了系统热效率，减少了设备和管线的维护工作量，即可以减少成本和维护费用等优点；c)高沸点冷却液具有油冷型功能特点，不产生水垢与电解质腐蚀，而不易对水道和管道产生腐蚀。4.冷却介质冷却时，在泵的压力以及流体通道入口和出口势能差的双重作用下，在流体通道内流动，减小了泵的输出。5.流体通道沿成型面排布，便于使锻件均匀降温。6.依次采用加热至固溶温度并保温-锻造成形-模内淬火-时效处理几个步骤，通过冷却介质在流体通道内流通实现模内淬火，可以有效解决铝合金材料室温塑性差、热处理时形状畸变的问题，能够保证锻件的强度和尺寸精度，以解决现有铝合金锻造工艺工序长、效率低，精度不高等缺陷，同时也能提高模具寿命。7.回流的冷却介质可以对上模和下模起到升温的作用，便于尽早达到锻造温度。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是本专利技术实施例中上模的剖面示意图。图3是本专利技术实施例中流体通道的展开剖面图。图中：1-上模座；2-上模；3-导柱；4-下模；5-导套；6-下模座；7-回流泵；8-收集箱；9-泵；10-存储箱；11-流体通道；12-飞边槽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，一种带流体通道的铝合金锻造模具，包括上模2和下模4（上模2和下模4分别固定在上模座1和下模座6上，上模2和下模4的整体均为长方形，上模2和下模4的四边均设有用于固定在模座上的沉头螺钉，上模座1的四个角分别与四个导柱3和导套5配合，下模4固定在下模座6上不动，上模2在上模座1的带动下沿导柱3升降），上模2能够向下模4运动并施加压力（上模2的下压力由压力机提供），上模2和下模4合模时能够形成型腔，上模2和下模4的内部均设有若干条流体通道11，流体通道11入口均通过管道依次与泵9和存储箱10连接、出口均通过管道与收集箱8连接，存储箱10内设有冷却介质。锻件锻造成形后，上模2和下模4继续合模，冷却介质在泵9的作用下从存储箱10经过流体通道11进入收集箱8，在这一过程中，冷却介质相对于风冷能够迅速的带走上模2和下模4的热量，上模2和下模4不断的降温，锻件一直与模具接触，而铝合金的锻件对于温度下降非常敏感，所以锻件温度一直降低，从而达到模内淬火的目的，模内淬火可以有效解决铝合金材料室温塑性差、热处理时形状畸变的问题，能够保证锻件的强度和尺寸精度，以解决现有铝合金锻造工艺工序长、效率低，精度不高等缺陷，同时也能提高模具寿命。如图1所示，在本实施例中，流体通道11出口与收集箱8连接的管道上设有回流泵7，流体通道11入口与存储箱10连接的管道上均设有阀门（A2和B2）和通向收集箱8的分支管道，分支管道上均设有阀门（A1和B1）。通过控制阀门和回流泵7可以实现冷却介质的回流，上模2与下模4还未合模时，因在上一个工作循环中流经流体通道11而被升温的冷却介质在回流泵7的作用下从收集箱8经过流体通道11并回流至收集箱8，可以对上模2和下模4起到升温的作用，便于尽早达到锻造温度。在本实施例中，冷却介质为高沸点冷却液。锻造过程中模具温度很高，传统的水基冷却液不能快速降温，高沸点冷却液与水基冷却液相比，具有以下优势：a)高沸点冷却液在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，高沸点冷却液沸点较高，一般在180℃以上，冰点-50℃以下，散热能力好，高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带流体通道的铝合金锻造模具，包括上模和下模，上模能够向下模运动并施加压力，上模和下模合模时能够形成型腔，其特征在于：上模和下模的内部均设有若干条流体通道，流体通道入口均通过管道依次与泵和存储箱连接、出口均通过管道与收集箱连接，存储箱内设有冷却介质。

【技术特征摘要】
1.一种带流体通道的铝合金锻造模具，包括上模和下模，上模能够向下模运动并施加压力，上模和下模合模时能够形成型腔，其特征在于：上模和下模的内部均设有若干条流体通道，流体通道入口均通过管道依次与泵和存储箱连接、出口均通过管道与收集箱连接，存储箱内设有冷却介质。2.如权利要求1所述的带流体通道的铝合金锻造模具，其特征在于：流体通道出口与收集箱连接的管道上设有回流泵，流体通道入口与存储箱连接的管道上均设有阀门和通向收集箱的分支管道，分支管道上均设有阀门。3.如权利要求1所述的带流体通道的铝合金锻造模具，其特征在于：冷却介质为高沸点冷却液。4.如权利要求1所述的带流体通道的铝合金锻造模具，其特征在于：流体通道入口位置高于出口位置。5.如权利要求1所述的带流体通道的铝合金锻造模具，其特征在于：流体通道分别沿上模和下模的成型面排布。6.一种基于上述带流体通道的铝合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，吕龙俊，胡志力，赵宁，兰箭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42