一种高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明所属技术领域为有色金属压力加工领域，具体地说，是提供一种高强度铝合金的大高厚比净成型锻造模具。
技术背景
[0002]铝合金的锻造性能通常认为不如钢，特别是高强度的2XXX系、7XXX系及各种镁合金，他们的高温流动性相对较差，因而较难成型大的高厚比、小的拨模斜度及小的圆角的锻件，且溢料飞边也较大。特别是对于图1类型的结构件的锻造，较难实现高度方向的充型，因而得到的高厚比通常较小，特别是当厚度T较小时，更难实现充型并保证材料的流线。当拨模斜度、圆角及高厚比等锻造要素均比较苛刻时，则更难实现锻造，为此，申请人设计了本发明所阐述的模具方案。通过本发明所提供的模具设计方案，能够实现高强度铝合金的大高厚比、小拨模斜度、小圆角及小溢料飞边的净成型锻造。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高强度铝合金的大高厚比净成型锻造模具，实现高强度铝合金的大高厚比、小拨模斜度、小圆角及小溢料飞边的净成型锻造。
[0004]本发明有所采用的技术方案:一种高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，包括上模、下模、位于上模和下模之间的锻腔，在锻腔的两端分别设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带(LI与L2)、阻尼释放区(L3)及溢料存贮腔(L4)。
[0005]作为优选，所述溢料腔三个分区的高度分别符合以下比较关系:hl(h2) < h3，h3<0.3h4 ;所述溢料腔各区宽度满足如下要求:L1(L2)为I?3mm，L3根据模具强度确定，取值为(8?10)LI，L4取值为15?20L1 ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，取值分别满足如下关系:γ彡60°，β <90° ;所述的hl、h2分别左、右阻尼控制带(4)的高度，h3为阻尼释放区(5)的高度，h4为溢料存贮腔(6)的高度，L1、L2为左、右阻尼控制带(4)的宽度，L3阻尼释放区(5)的宽度，L4为溢料存贮腔￠)的宽度。
[0006]作为优选，所述锻造模具锻造出来的锻造零件的高厚比Η/T为3?8，拨模斜度α小于3°，分型面溢料飞边的切边厚度Τ3为1.0?3mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( 0.3H1或0.3H2。
[0007]作为优选，所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 =1mm ;所述溢料腔各区宽度满足如下要求:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，γ=60°，β =90°。
[0008]作为优选，所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 =10 ;所述溢料腔各区宽度为:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，其值分别为:γ = 60°，β = 90°。
[0009]作为优选，所述模具通过控制阻尼控制带的宽度与高度来控制溢料或充模情况。
[0010]本发明的有益效果:
[0011](I)该锻造模具能顺利锻造大高厚比、小壁厚及小圆角的锻件，且锻造流线好，锻件性能优良，溢料飞边切边量少，锻造拨模斜度小。
[0012](2)采用该锻造模具锻造的锻造零件的高厚比Η/T为3?8，拨模斜度α小于3°，分型面溢料飞边的切边厚度Τ3为1.0?3mm，锻造零件的厚度Tl与T2最小可达1.5mm，Rl 彡 0.5T1，R2 彡(0.25 ?0.5)Hl 或(0.25 ?(λ 5)H2。
[0013](3)该锻造模具可以通过控制阻尼控制带的宽度与高度来控制溢料或充模情况。
【附图说明】
[0014]图1锻模结构示意图；
[0015]图2锻件结构示意图；
[0016]图3锻造时合丰旲状态不意图；
[0017]图4 7075锻造模具结构尺寸实例图；
[0018]图5 2024锻造模具结构尺寸实例图；
[0019]图6 6061锻造模具结构尺寸实例图。
【具体实施方式】
:
[0020]实施例1 7075铝合金锻造模具
[0021]如图1、图2、图3和图4所示，7075铝合金锻造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之间的锻腔3，在上模I和下模2之间设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带4、阻尼释放区5及溢料存贮腔6。所述溢料腔三个分区的高度分别为:hi = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 = 10mm。所述溢料腔各区宽度满足如下要求:L1 = L2 =
1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm。所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，γ = 60°，β = 90°。所述的hl、h2分别左、右阻尼控制带4的高度，h3为阻尼释放区5的高度，h4为溢料存贮腔6的高度，L1、L2为左、右阻尼控制带4的宽度，L3阻尼释放区5的宽度，L4为溢料存贮腔6的宽度。
[0022]采用该锻造模具对材料为7075铝合金挤压棒料进行锻造，所得锻件充型完整，锻造流线合理清楚，表面质量良好，锻件出模符合图3示合模后的效果。所得锻件的高厚比H/T为3?8，拨模斜度α小于3°，分型面溢料飞边7的切边厚度Τ3为1.0?3mm，锻造零件厚度 Tl 与 T2 最小可达 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
[0023]实施例2 2024铝合金锻造模具
[0024]如图5所示，2024铝合金锻造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之间的锻腔3，在上模I和下模2之间设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带4、阻尼释放区5及溢料存贮腔6。所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 = 10。所述溢料腔各区宽度为:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm。所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，其值分别为:γ =60°，β =90°。所述的hl、h2分别左、右阻尼控制带4的高度，h3为阻尼释放区5的高度，h4为溢料存贮腔6的高度，L1、L2为左、右阻尼控制带4的宽度，L3阻尼释放区5的宽度，L4为溢料存贮腔6的宽度。
[0025]采用该锻造模具对材料为2024铝合金挤压棒料进行锻造，所得锻件充型完整，锻造流线合理清楚，表面质量良好，锻件出模符合图3示合模后的效果。所得锻件的高厚比H/T为3?8，拨模斜度α小于3°，分型面溢料飞边7的切边厚度Τ3为1.0?3mm，锻造零件厚度 Tl 与 T2 最小可达 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
[0026]实施例3 6061铝合金锻造模具
[0027]如图6所示，6061铝合金锻造模具，包括上模1、下模2、位于上模I和下模2之间的锻腔3，在上模I和下模2之间设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带4、阻尼释放区5及溢料存贮腔6。所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl-h2 = 1.5mm，h3=4mm，h4 = 10。所述溢料腔各区宽度为:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 13mm，L4 = 28mm。所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，其值分别为:γ =60°，β =90°。所述的h1、h2分别左、右阻尼控制带4的高度，h3为阻尼释放区5的高度，h4为溢料存贮腔6的高度，L1、L2为左、右阻尼控制带4的宽度，L3阻尼释放区5的宽度，L4为溢料存贮腔6的宽度。
[0028]采用该锻造模具对材料为6061铝合金挤压棒料进行锻造，所得锻件充型完整，锻造流线合理清楚，表面质量良好，锻件出模符合图3示合模后的效果。所得锻件的高厚比H/T为3?8，拨模斜度α小于3°，分型面溢料飞边7的切边厚度Τ3为1.0?3mm，锻造零件厚度 Tl 与 T2 最小可达 1.5mm，Rl ( 0.5T1，R2 ( (0.25 ?0.5) Hl 或(0.25 ?0.5)H2o
【主权项】
1.一种高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，包括上模(1)、下模(2)、位于上模(I)和下模(2)之间的锻腔(3)，其特征是，在锻腔(3)的两端分别设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带(4)、阻尼释放区(5)及溢料存贮腔(6)。
2.根据权利要求1所述的高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，其特征是:所述溢料腔三个分区的高度分别符合以下比较关系:hl(h2) < h3，h3 < 0.3h4 ;所述溢料腔各区宽度满足如下要求:L1(L2)为I?3mm，L3根据模具强度确定，取值为(8?10) LI，L4取值为15?20L1 ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，取值分别满足如下关系:γ彡60°，β <90° ;所述的hl、h2分别为左、右阻尼控制带⑷的高度，h3为阻尼释放区(5)的高度，h4为溢料存贮腔(6)的高度，L1、L2为左、右阻尼控制带(4)的宽度，L3阻尼释放区(5)的宽度，L4为溢料存贮腔(6)的宽度。
3.根据权利要求1所述的高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，其特征是:所述锻造模具锻造出来的锻造零件的高厚比Η/T为3?8，拨模斜度α小于3°，溢料飞边的切边厚度Τ3为1.0?3mm，Rl彡0.5T1，R2彡0.3H1或0.3H2。
4.根据权利要求2所述的高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，其特征是:所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl = h2 = 1.2mm，h3 = 6mm，h4 = 1mm ;所述溢料腔各区宽度满足如下要求:L1 = L2 = 1.5mm，L3 = 9mm，L4 = 19mm ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，γ = 60°，β = 90°。
5.根据权利要求2所述的高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，其特征是:所述溢料腔三个分区的高度分别为:hl = h2 = 1.5mm，h3 = 6mm，h4 = 10 ;所述溢料腔各区宽度为:L1 = L2 = 1.8mm，L3 = 14mm，L4 = 27mm ;所述溢料腔有两个高度转变台阶夹角β与γ，其值分别为:γ =60°，β =90°。
6.根据权利要求2或3所述的高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，其特征是:所述模具通过控制阻尼控制带的宽度与高度来控制溢料或充模情况。
【专利摘要】一种高强度铝合金的大高厚比净成型等温锻造模具，包括上模、下模、位于上模和下模之间的锻腔，在锻腔的两端对称地设置有溢料腔，溢料腔由三个区组成，分别为阻尼控制带(L1与L2)、阻尼释放区(L3)及溢料存贮腔(L4)。该锻造模具能顺利的锻造大高厚比、小壁厚及小圆角的锻件，且锻造流线好，锻件性能优良，溢料飞边切边量少，锻造拨模斜度小。该锻造模具能够锻造内外拔模斜度α≤3°，锻造高厚比H/T达3～8，锻造零件厚度TO与T1为1.5～10mm，分型面溢料飞边切边厚度T3为1.0～3mm，R1≤0.5T1，R2≤0.3H1或0.3H2的锻件。
【IPC分类】B21J13-02
【公开号】CN104772423
【申请号】CN201510182606
【发明人】郑英, 郑军, 吴周敏
【申请人】郑英
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月8日