先進(jìn)塑性成形方法之液態(tài)模鍛
液態(tài)模鍛實際上是鑄造和鍛造工藝的組合，是把液態(tài)金屬直接澆入金屬模內(nèi)，然后在一定時間內(nèi)以一定的壓力作用于液態(tài)(或半液態(tài))金屬上，使之成形，并在此壓力下結(jié)晶和塑性流動。它兼有鑄造工藝簡單、成本低和鍛造產(chǎn)品性能好、質(zhì)量可靠等多重優(yōu)點，是制造工件的一種先進(jìn)工藝。因此，在生產(chǎn)形狀較復(fù)雜的工件，而且性能上又有一定要求時，液態(tài)模鍛更能發(fā)揮優(yōu)越性。
1．液態(tài)模鍛的工藝過程
如圖5—66所示，液態(tài)模鍛的工藝過程是把一定量的金屬液澆入下模(凹模)型腔中，然后當(dāng)熔液還處在熔融或半熔融狀態(tài)(處于液固兩相區(qū))時便施加壓力，迫使金屬充滿型腔的各個部位形成工件。在整個凝固過程中，對工件保持壓力，以便壓實工件內(nèi)部在金屬凝固時產(chǎn)生的缺陷，并產(chǎn)生塑性變形。工件凝固及塑性變形后，借助頂桿或其他方法把它推出，然后為下二次操作做好準(zhǔn)備。
液態(tài)模鍛的凝固時間為普通鑄造的1／3～l／4。因此，工件表面光滑，能較好地反映型腔表面粗糙度；同時凝固以后的組織致密，可以獲得細(xì)晶粒組織，減少或消除工件內(nèi)部縮松、氣孔、縮孔等缺陷，減少化學(xué)成分偏析，從而改善內(nèi)部組織，達(dá)到改善力學(xué)性能的目的。對于鑄鐵，液態(tài)模鍛工藝還有促進(jìn)石墨球化和細(xì)化、改善分布、改善基體組織等作用。
液態(tài)模鍛工藝流程：原材料配制→熔煉→澆注→加壓成形→脫模→灰坑冷卻→熱處理→檢驗→入庫。
液態(tài)模鍛基本上是在液壓機上進(jìn)行。液壓機的壓力和速度可以控制，操作容易，施壓平穩(wěn)，不易產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象。
2．液態(tài)模鍛工藝的主要特點
(1)在成形過程中，液態(tài)金屬在壓力下完成結(jié)晶凝固。
(2)已凝固的金屬在壓力作用下，產(chǎn)生塑性變形，使制件外側(cè)壁緊貼模膛壁，液態(tài)金屬自始至終獲得等靜壓。但是由于已凝固層產(chǎn)生塑性變形要消耗一部分能量，因此液態(tài)金屬承受的等靜壓不是定值，它是隨著凝固層的增厚而下降的。
(3)液態(tài)模鍛對材料的選擇范圍很寬，鋁、銅等有色金屬以及黑色金屬的液態(tài)模鍛已大量用于實際生產(chǎn)中。液態(tài)模鍛也適用于非金屬材料，如塑料等。隨著非金屬材料在國民經(jīng)濟中的大量應(yīng)用，該技術(shù)在此領(lǐng)域中必將起重要作用。
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