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鋁鑄件的工藝變形小知識

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合金材料以其密度小、比強度高、加工性能好的特點，被廣泛應用于各個領域。美國、日本、西歐等發達國家為了達到節能減重的效果，都在加大對鋁合金鍛造材料及工藝的研究開發，重點扶持并開發了以鋁合金鍛造為核心技術的核心技術。
自從1956年以來，世界鋁產量一直位居有色金屬之首。全球鋁材加工產量達3000萬噸，其中板、帶材、箔材和擠壓材分別占57%、38%。因為鋁合金鍛造材料成本高，生產工藝難度大，只用于特別重要的應力部位，因此在加工材料中所占比例很小，為2.5%。伴隨著汽車工業的不斷發展，汽車輕量化的需求也越來越大。據悉，每減少10%的汽車質量，燃料消耗可減少6%~8%。所以，以鋁合金為代表的輕量化材料越來越多地應用于汽車零部件。預計全球每年需要的鋁鍛件多達100萬噸，而目前全球年產量只有80萬噸，無法滿足市場需求。汽車業對鋁合金輪轂的使用已達數十億，每年仍以20%的速度增長。

三角臂是汽車轉向系統的關鍵零件，形狀復雜，成形困難。從工藝和設備方面對鋁合金鍛造自動化生產線進行了詳細介紹。

鋁材鍛造工藝特點。
(1)低塑性。合金成分和鍛造溫度對鋁合金塑性有顯著影響，塑性對變形速度的敏感性隨合金元素含量的不同而變化。隨著合金元素含量的增加，鋁合金的塑性不斷降低，對變形速率的敏感性增大。大部分鋁合金都是正應變速度敏感的材料，流動應力隨著變形速度的減小而減小。所以，對于航空用大型鋁合金鍛件，液壓油壓機或液壓機多用成型，而對于中、小型的鍛件，可以采用螺旋壓力機或機械壓力機。
㈡附著力強。由于鋁和鐵都能固溶，因此在鍛壓過程中，常出現粘連現象。錠子油一般具有良好的潤滑效果，近年來，美國Acheson等公司已開發出適合工業應用的鋁合金潤滑劑。國內也有自己的油基或水基潤滑劑，使用效果也很好。
(3)鍛造溫度范圍狹窄。大多數鋁合金的鍛造溫度在150℃以內，有些甚至只有70℃。在鍛件生產中，為了保證鋁合金的良好鍛造性能，常常需要采取多次加熱的方法。尤其是對產品性能要求較高的航天軍工產品，通常采用等溫鍛造法最終成形。
(4)工藝變形小。鋁鑄件一般不允許少工序和大變形，以免產生粗晶或裂紋。所以，通常需要合理地分配總的變形量，而坯料的加工工藝直接影響最終產品的成形效果。因為工件在經歷了幾道工序之后，往往溫度低于要求的鍛造溫度，需要再次加熱。

鋁控制臂鍛造工藝設計。
最近，北京機電研究所開發了一種鋁合金控制臂鍛造工藝，基于該工藝，建立了鋁合金控制臂自動鍛造生產線，現已移交用戶使用。鍛壓工藝為：中頻加熱→輥鍛→彎曲、壓平→二次加熱→預鍛、終鍛→切邊、沖孔、校正。