一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域為有色金屬壓力加工領(lǐng)域，具體地說，是提供一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型鍛造模具。
技術(shù)背景
[0002]鋁合金的鍛造性能通常認(rèn)為不如鋼，特別是高強(qiáng)度的2XXX系、7XXX系及各種鎂合金，他們的高溫流動性相對較差，因而較難成型大的高厚比、小的撥模斜度及小的圓角的鍛件，且溢料飛邊也較大。特別是對于圖1類型的結(jié)構(gòu)件的鍛造，較難實(shí)現(xiàn)高度方向的充型，因而得到的高厚比通常較小，特別是當(dāng)厚度T較小時，更難實(shí)現(xiàn)充型并保證材料的流線。當(dāng)撥模斜度、圓角及高厚比等鍛造要素均比較苛刻時，則更難實(shí)現(xiàn)鍛造，為此，申請人設(shè)計了本發(fā)明所闡述的模具方案。通過本發(fā)明所提供的模具設(shè)計方案，能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比、小撥模斜度、小圓角及小溢料飛邊的凈成型鍛造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型鍛造模具，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比、小撥模斜度、小圓角及小溢料飛邊的凈成型鍛造。
[0004]本發(fā)明有所采用的技術(shù)方案:一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，包括上模、下模、位于上模和下模之間的鍛腔，在鍛腔的兩端分別設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶(LI與L2)、阻尼釋放區(qū)(L3)及溢料存貯腔(L4)。
[0005]作為優(yōu)選，所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別符合以下比較關(guān)系:hl(h2) < h3，h3<0.3h4 ;所述溢料腔各區(qū)寬度滿足如下要求:L1(L2)為I?3mm，L3根據(jù)模具強(qiáng)度確定，取值為(8?10)LI，L4取值為15?20L1 ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，取值分別滿足如下關(guān)系:γ彡60°，β <90° ;所述的hl、h2分別左、右阻尼控制帶(4)的高度，h3為阻尼釋放區(qū)(5)的高度，h4為溢料存貯腔(6)的高度，L1、L2為左、右阻尼控制帶(4)的寬度，L3阻尼釋放區(qū)(5)的寬度，L4為溢料存貯腔￠)的寬度。
[0006]作為優(yōu)選，所述鍛造模具鍛造出來的鍛造零件的高厚比Η/T為3?8，撥模斜度α小于3°，分型面溢料飛邊的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( 0.3H1或0.3H2。
[0007]作為優(yōu)選，所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 =1mm ;所述溢料腔各區(qū)寬度滿足如下要求:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，γ=60°，β =90°。
[0008]作為優(yōu)選，所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 =10 ;所述溢料腔各區(qū)寬度為:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，其值分別為:γ = 60°，β = 90°。
[0009]作為優(yōu)選，所述模具通過控制阻尼控制帶的寬度與高度來控制溢料或充模情況。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
[0011](I)該鍛造模具能順利鍛造大高厚比、小壁厚及小圓角的鍛件，且鍛造流線好，鍛件性能優(yōu)良，溢料飛邊切邊量少，鍛造撥模斜度小。
[0012](2)采用該鍛造模具鍛造的鍛造零件的高厚比Η/T為3?8，撥模斜度α小于3°，分型面溢料飛邊的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，鍛造零件的厚度Tl與T2最小可達(dá)1.5mm，Rl 彡 0.5T1，R2 彡(0.25 ?0.5)Hl 或(0.25 ?(λ 5)H2。
[0013](3)該鍛造模具可以通過控制阻尼控制帶的寬度與高度來控制溢料或充模情況。
【附圖說明】
[0014]圖1鍛模結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2鍛件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3鍛造時合豐旲狀態(tài)不意圖；
[0017]圖4 7075鍛造模具結(jié)構(gòu)尺寸實(shí)例圖；
[0018]圖5 2024鍛造模具結(jié)構(gòu)尺寸實(shí)例圖；
[0019]圖6 6061鍛造模具結(jié)構(gòu)尺寸實(shí)例圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0020]實(shí)施例1 7075鋁合金鍛造模具
[0021]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，7075鋁合金鍛造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之間的鍛腔3，在上模I和下模2之間設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶4、阻尼釋放區(qū)5及溢料存貯腔6。所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hi = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 = 10mm。所述溢料腔各區(qū)寬度滿足如下要求:L1 = L2 =
1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm。所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，γ = 60°，β = 90°。所述的hl、h2分別左、右阻尼控制帶4的高度，h3為阻尼釋放區(qū)5的高度，h4為溢料存貯腔6的高度，L1、L2為左、右阻尼控制帶4的寬度，L3阻尼釋放區(qū)5的寬度，L4為溢料存貯腔6的寬度。
[0022]采用該鍛造模具對材料為7075鋁合金擠壓棒料進(jìn)行鍛造，所得鍛件充型完整，鍛造流線合理清楚，表面質(zhì)量良好，鍛件出模符合圖3示合模后的效果。所得鍛件的高厚比H/T為3?8，撥模斜度α小于3°，分型面溢料飛邊7的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，鍛造零件厚度 Tl 與 T2 最小可達(dá) 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
[0023]實(shí)施例2 2024鋁合金鍛造模具
[0024]如圖5所示，2024鋁合金鍛造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之間的鍛腔3，在上模I和下模2之間設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶4、阻尼釋放區(qū)5及溢料存貯腔6。所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 = 10。所述溢料腔各區(qū)寬度為:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm。所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，其值分別為:γ =60°，β =90°。所述的hl、h2分別左、右阻尼控制帶4的高度，h3為阻尼釋放區(qū)5的高度，h4為溢料存貯腔6的高度，L1、L2為左、右阻尼控制帶4的寬度，L3阻尼釋放區(qū)5的寬度，L4為溢料存貯腔6的寬度。
[0025]采用該鍛造模具對材料為2024鋁合金擠壓棒料進(jìn)行鍛造，所得鍛件充型完整，鍛造流線合理清楚，表面質(zhì)量良好，鍛件出模符合圖3示合模后的效果。所得鍛件的高厚比H/T為3?8，撥模斜度α小于3°，分型面溢料飛邊7的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，鍛造零件厚度 Tl 與 T2 最小可達(dá) 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
[0026]實(shí)施例3 6061鋁合金鍛造模具
[0027]如圖6所示，6061鋁合金鍛造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之間的鍛腔3，在上模I和下模2之間設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶4、阻尼釋放區(qū)5及溢料存貯腔6。所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl-h2 = 1.5mm，h3=4mm，h4 = 10。所述溢料腔各區(qū)寬度為:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 13mm，L4 = 28mm。所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，其值分別為:γ =60°，β =90°。所述的h1、h2分別左、右阻尼控制帶4的高度，h3為阻尼釋放區(qū)5的高度，h4為溢料存貯腔6的高度，L1、L2為左、右阻尼控制帶4的寬度，L3阻尼釋放區(qū)5的寬度，L4為溢料存貯腔6的寬度。
[0028]采用該鍛造模具對材料為6061鋁合金擠壓棒料進(jìn)行鍛造，所得鍛件充型完整，鍛造流線合理清楚，表面質(zhì)量良好，鍛件出模符合圖3示合模后的效果。所得鍛件的高厚比H/T為3?8，撥模斜度α小于3°，分型面溢料飛邊7的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，鍛造零件厚度 Tl 與 T2 最小可達(dá) 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，包括上模(1)、下模(2)、位于上模(I)和下模(2)之間的鍛腔(3)，其特征是，在鍛腔(3)的兩端分別設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶(4)、阻尼釋放區(qū)(5)及溢料存貯腔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，其特征是:所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別符合以下比較關(guān)系:hl(h2) < h3，h3 < 0.3h4 ;所述溢料腔各區(qū)寬度滿足如下要求:L1(L2)為I?3mm，L3根據(jù)模具強(qiáng)度確定，取值為(8?10) LI，L4取值為15?20L1 ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，取值分別滿足如下關(guān)系:γ彡60°，β <90° ;所述的hl、h2分別為左、右阻尼控制帶⑷的高度，h3為阻尼釋放區(qū)(5)的高度，h4為溢料存貯腔(6)的高度，L1、L2為左、右阻尼控制帶(4)的寬度，L3阻尼釋放區(qū)(5)的寬度，L4為溢料存貯腔(6)的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，其特征是:所述鍛造模具鍛造出來的鍛造零件的高厚比Η/T為3?8，撥模斜度α小于3°，溢料飛邊的切邊厚度Τ3為1.0?3mm，Rl彡0.5T1，R2彡0.3H1或0.3H2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，其特征是:所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 = 1mm ;所述溢料腔各區(qū)寬度滿足如下要求:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，γ = 60°，β = 90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，其特征是:所述溢料腔三個分區(qū)的高度分別為:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 = 10 ;所述溢料腔各區(qū)寬度為:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm ;所述溢料腔有兩個高度轉(zhuǎn)變臺階夾角β與γ，其值分別為:γ =60°，β =90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，其特征是:所述模具通過控制阻尼控制帶的寬度與高度來控制溢料或充模情況。
【專利摘要】一種高強(qiáng)度鋁合金的大高厚比凈成型等溫鍛造模具，包括上模、下模、位于上模和下模之間的鍛腔，在鍛腔的兩端對稱地設(shè)置有溢料腔，溢料腔由三個區(qū)組成，分別為阻尼控制帶(L1與L2)、阻尼釋放區(qū)(L3)及溢料存貯腔(L4)。該鍛造模具能順利的鍛造大高厚比、小壁厚及小圓角的鍛件，且鍛造流線好，鍛件性能優(yōu)良，溢料飛邊切邊量少，鍛造撥模斜度小。該鍛造模具能夠鍛造內(nèi)外拔模斜度α≤3°，鍛造高厚比H/T達(dá)3～8，鍛造零件厚度TO與T1為1.5～10mm，分型面溢料飛邊切邊厚度T3為1.0～3mm，R1≤0.5T1，R2≤0.3H1或0.3H2的鍛件。
【IPC分類】B21J13-02
【公開號】CN104772423
【申請?zhí)枴緾N201510182606
【發(fā)明人】鄭英, 鄭軍, 吳周敏
【申請人】鄭英
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月8日