Vol.15 No.3 任学平等：薄壁件液态模锻成形新工艺 ·283· 合金熔化 浇注 压 保压 抽芯 顶出清理上 检验 模具准各 图2波导弯头液态模锻工艺流程 Fig.2 Technological process for liquid forging waveguide angle head 2.2原材料、工装设备 实验所用原材料为ZL402和6063铝合金，其化学成分见表1。波导弯头液态模锻所 用设备为LB25A液压机。使用SG-5-10电阻坩埚炉熔化金属，ZCl2除气，用加热圈 和 表1ZL402和6063铝合金的化学成分，% Table 1 Chemical compositioas of ZL402 and 6063,% 成 材料 分 Zn Mg Ti Cr Cu Si Mu Fe ZL4025.0-7.003-0.80.J-0.40.3-0.8 0.3 0.3 0.3 余量 6063 0.10.45-0.90.1 0.1 0.1 0.2-0.60.1 0.35 余量 加热板预热模具。绝热材料为硅酸铝纤维毡和石棉板。模具预热温度由温度控制表来控 制。使用X-Y记录仪记录充填曲线（位移一时间曲线） 2.3工艺参数 液态模锻的充填与重力铸造所研究的金属流动性有所不同。后者需要设置一定体积的 冒口，金属靠自重充填型腔，金属的流动性与材质有关，研究的对象主要是铸造合金，而 液态模锻的充填是在较高压力作用下，使液态金属以层流形式，整体充填型腔，顺序结 晶、从而避免了气体的影响。 通过液态金属在两固壁所夹成的间隙中的一维定常流动模型4)，充填长度可分两个 阶段来考虑，①在0~(，时间内，液态金属由浇注温度降至液相线温度的充填长度；②在11 ~1时间内，液态金属由液相线降至固相线温度的充填长度。由此所推导的充填长度为 L=(gaT+点)Uy (1) 式中：L为充填长度；℃为金属的比热；p为金属的密度；x为液态金属的导热系数；h 为型腔高度；k为凝固系数；△T=(T意一T)/(T液-T方T迷为浇注温度，T为 模具温度，T,为金属的液相线温度；U为压机的工作速度：Y为熔池高度。 从式(1)中可以看出，当材料成分确定以后，影响充填的因素有型腔高度、浇注温 度、模具温度、压机的工作速度、熔池高度等等。对于具体的工艺过程还应考虑到比压 值、加压开始时间、保压时间和润滑剂。 (1)浇注温度对于壁厚为】~2mm的波导弯头来说，为了使液态金属充满型腔， 应适当地提高浇注温度。但是，浇注温度过高，会引起合金发生氧化，含气量增高，甚至任学平等 薄壁件液态模锻成形新工艺 合模 卸 压 保压 抽芯 图 波导弯买液态模锻工艺流程 · 应川 哪 讨 军 址 原材料 、 工装设备 实验所用 原材 料 为 和 铝 合 金 ， 其化学成分见表 。 波导 弯 头液 态模锻所 用 设备 为 液 压 机 。 使 用 一 一 电 阻 增 涡 炉 熔 化金属 ， 除 气 ， 用 加热 圈 和 表 和 以场 铝合金的化学成分 ， 助 韶 一 一 材 料 成 分 刀 一 习 一 名 一 一 ‘ 一 余 量 余量 加 热 板 预 热模具 。 绝 热材料 为硅 酸铝 纤 维 毡 和 石棉 板 。 模具预热温度 由温 度 控制 表来 控 制 。 使用 一 记录仪记录 充填曲线 位移一时 间 曲线 。 工艺参数 液 态模锻 的 充填 与 重 力铸造 所研究 的金属 流动性有所 不 同 。 后 者需要设置一定体积 的 冒 口 ， 金 属 靠 自重充填型 腔 ， 金 属 的流动性 与材质有关 ， 研究 的对象 主要是铸造合金 ， 而 液 态 模锻 的 充填是在较高 压力 作用 下 ， 使 液态 金属 以 层 流形式 ， 整 体充填型 腔 ， 顺序结 晶 ， 从而避免 了气体 的影 响 。 通过 液 态金属 在 两 固壁 所夹成 的间 隙 中的一 维定 常流 动模型 川 ， 充填长度可分两 个 阶段 来考 虑 ， ① 在 一 ， 时 间 内 ， 液态金 属 由浇注温度 降至液相线 温 度 的 充填 长度 ②在 八 一 。 时 间 内 ， 液 态金属 由液相 线 降至 固相线 温度 的充填长 度 。 由此所推导 的充填长度 为 二 ， ‘ 二 ‘ 、 ， 、 ， “ 二二 八 资 口 义 式 中 为 充 填长度 。 为金属 的 比热 为金属 的 密 度 二 为 液 态 金 属 的 导 热 系数 为 型 腔 高度 为凝 固 系 数 一 浇 一 型 液 一 ， ， 浇 为浇 注 温度 ， 型 为 模具温度 ， 液 为金属 的液相线 温 度 为压机的工作速度 为熔池高度 。 从式 中可 以 看 出 ， 当材料成分 确定 以 后 ， 影响 充填的 因素 有型 腔 高 度 、 浇注 温 度 、 模具温 度 、 压机 的工作速 度 、 熔 池 高度等等 。 对 于具体的工艺 过程还应考 虑到 比压 值 、 加压开始时间 、 保压时 间和 润 滑剂 。 浇 注 温 度 对 于 壁 厚 为 一 的 波 导 弯头来说 ， 为 了使 液 态 金 属 充满型 腔 ， 应适 当地提 高浇 注温度 。 但是 ， 浇注温度过高 ， 会引起合金发生氧化 、 含气量增高 ， 甚至