佛山铜型材加工厂佛山市铜制品厂( 二 )

图2 防扭臂下接头锻坯简图
（3）等温模锻要求设备的工作行程速度低，在慢速可调的液压机上模锻，对于再结晶速度慢的铝合金，可充分的进行动态再结晶，这是避免粗晶产生的充分必要条件。
（4）锻件质量好。采用等温成形新工艺研制的锻件，金相组织均匀，晶粒细小，其力学性能、纤维流线、电导率和锻件内、外表面质量均有所提高，尤其合金的屈服强度、低频疲劳和抗应力腐蚀性能均有所提高。
（5）可使锻件的尺寸精度提高和模具寿命延长。等温变形时，因模具的弹性变形小，变形温度波动小，使锻件冷却和热处理时减少变形，所以锻后尺寸精密，机械加工余量小，甚至不加工。在静载荷、低流变应力、无交变应力条件下工作的模具寿命得以延长。
（6）对于中、高温的等温变形，需具有高温强度和热稳定性好的昂贵模具材料。
（7）等温变形需要专门的加热装置和行程可调的适合慢速变形的液压设备。因此，等温变形适用于中、小批量的锻件生产。
2.模具工艺装备的设计
国产化Z9型飞机防扭臂下接头，如图1所示。等温模锻时，因锻件批量小，采用一套开式的紧固镶块的终锻模具。其型腔按等温模锻的热锻件图设计，型腔中的粗糙度RZ＜0.4μm 。为了减少上、下模的错移，夹具上设计导向锁扣，镶块上设计导销装置。在夹具上设计测温孔，以便于测温。夹具分别固定在上、下垫板上。下垫板上设计了冷却水槽，用以通过冷却水来冷却垫板，防止设备系统过热。夹具上、下设计了一定尺寸和孔数的加热孔，孔中插入瓷管，瓷管中放入具有一定功率和升温快且节省电能的瓷件电阻丝用来加热模具，使得在一定时间内模具达到一定的温度。为便于保温，夹具上、下和四周皆用硅酸铝石棉板包扎。模具材料为5CrNiMo 。锻模的回火温度在450～550℃之间，高于450℃时，机械性能有所降低。锻模的加热温度为430℃ 。图3为防扭臂下接头等温模锻工装图。
图3 防扭臂下接头锻模工装图
3.等温成形工艺试验
（1）材质因素。7075铝合金与国产LC4超硬铝合金化学成分相近（见表1）。这类合金在变形铝合金中强度是最高的，在相同强度水平下，断裂韧性也优于硬铝，同时该合金具有很好的热加工性能，适合生产各种类型和规格的半成品。该合金主要缺点是抗疲劳性能差，对应力集中敏感，有明显的应力腐蚀倾向且耐热性低于硬铝。
表1 7075铝合金和LC4铝合金的化学成分
（2）设备类型的选定。根据实验条件，用于研制的设备为5×104kN的液压机。该设备刚性好，行程速度低，在0.05～0.5mm/s的范围内可调。该设备还有三级吨位1×104kN、3×104kN、5×104kN可供选用，且设备有保险装置。
（3）等温成形工艺过程中工艺参数的控制
1）坯料形状和尺寸的选择。坯料形状和尺寸如图2所示，它是在5×104kN液压机上等温自由锻制的坯料。
2）坯料、模具加热和测控装置。坯料加热选用RJ-75-9型高温箱式电阻炉，用ULJ-100温控柜和JINAN型、EU-2型温控仪表控温。坯料自身控温仪器是UJ33a型直流电位差计。坯料加热温度为435℃ ，加热时间按1.5mm/min计算。模具加热到430℃时所需加热时间为4h左右，模具加热功率为40kW左右，用WZK可控硅温度控制器控温。

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