一、鋁合金鍛造

（一）鋁坯料的提前準(zhǔn)備和加熱

1．坯料提前準(zhǔn)備

供鍛造用的鋁合金坯料有澆鑄、冷軋毛坯和擠壓成型毛坯。澆鑄常見于生產(chǎn)制造隨意鑄鋼件和各種各樣較為小的模鍛件。針對大中型模鍛件的坯料，當(dāng)擠壓成型棒料的規(guī)格不足時，大多數(shù)也選用經(jīng)鍛造后的澆鑄作坯料。鍛造前，澆鑄表層要開展機(jī)械加工制造，使其粗糙度小于12.5μm，并開展勻稱化淬火，以改進(jìn)塑性變形。

鋁合金的冷軋毛坯，具備纖維的宏觀經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu)。常見冷軋薄厚低于l00Mm的方坯和條坯生產(chǎn)制造墻板類鑄鋼件和大量生產(chǎn)制造的中小型薄鑄鋼件。冷軋毛坯較擠壓成型的和鍛制的毛坯具備不錯的工藝性能、較勻稱的機(jī)構(gòu)和物理性能，因而再用棒料作坯料生產(chǎn)制造大中型關(guān)鍵鑄鋼件和模鍛件時，最先采用冷軋棒料，次之采用擠壓成型棒料，最終才采用鍛制棒料。采用冷軋毛坯的難題是，薄厚大的冷軋方坯開料較艱難，并且開料全過程中金屬材料耗損大。

鋁合金的擠壓成型毛坯，因為生產(chǎn)制造協(xié)調(diào)能力大，現(xiàn)階段大部分鋁合金鑄鋼件全是以擠壓成型毛坯做為鍛造用坯料，擠壓成型棒料特別是在適合作為短軸類鑄鋼件的坯料。但擠壓成型毛坯的各種各樣大，并且外皮有粗晶環(huán)、成層、外皮汽泡等缺點，因而自由鍛前務(wù)必消除這種外皮缺點。

鋁合金坯料常見的開料方式是用數(shù)控鋸床、數(shù)控車床或數(shù)控車床開料，偏少用剪板機(jī)開料，個別情況下選用坯料加熱后錘上剁切。

2．鍛前加熱

因為鋁合金鍛造溫度范疇窄小，鋁合金毛坯的加熱應(yīng)取用可以確保做到規(guī)定的溫度范疇并便于自動控制系統(tǒng)的箱式電阻爐，爐內(nèi)氣體要強(qiáng)制性循環(huán)系統(tǒng)，并選用含有隔熱保溫屏的加熱元器件。現(xiàn)階段，中國鋁合金毛坯大多數(shù)用鐵鉻鋁絲電加熱爐加熱，火爐配有精密度在±10℃范疇內(nèi)的全自動控制儀表。為精確測量溫度，在加熱區(qū)距毛坯100-160Mm處安裝熱電阻，基礎(chǔ)符合規(guī)定。沒有加熱爐時，能夠應(yīng)用煤氣灶和煤油爐，但不允許火苗直接接觸坯料，防止粗晶。然料的含硫量要低，以防高溫下硫滲透到位錯。

裝爐外，毛坯要去除油污以及他廢棄物，爐內(nèi)不可與板坯混放，以防鐵屑和空氣氧化鐵銷混在一起非常容易造成發(fā)生爆炸。裝爐時毛坯不可與加熱元器件觸碰，以防短路故障和撞壞加熱元器件。爐內(nèi)毛坯置放距爐口250-300mm，以確保加熱勻稱。在毛坯和電熱絲中間加放厚鋼板，以防止毛坯在加熱全過程中粗晶。

鋁合金傳熱性優(yōu)良，一切薄厚的毛坯均不用加熱，可立即在高溫電爐內(nèi)加熱，規(guī)定毛坯加熱到鍛造溫度的限制。為了更好地確保加強(qiáng)相的充足融解，其加熱時間一般仍比板坯的加熱時間長，可按每毫米直徑（或薄厚）約需1.5min測算。針對擠壓成型坯料或冷軋坯料加熱到開鍛溫度后，是不是必須隔熱保溫，以在鍛造和自由鍛時不出現(xiàn)裂痕為標(biāo)準(zhǔn)，而澆鑄則務(wù)必隔熱保溫。

表1.5.1列舉常見形變鋁合金的鍛造溫度范疇。表中數(shù)據(jù)說明，鋁合金的鍛造溫度范疇較為窄，一般都是在150℃范疇內(nèi)，一些高韌性鋁合金的鍛造溫度范疇乃至在100℃范疇內(nèi)。錘上鍛造溫度一般比壓力機(jī)上鍛造溫度低20-30℃。為了更好地減少鍛造溫度的轉(zhuǎn)變，必須對鋁合金鍛造用模貝開展加熱。

海外技術(shù)文檔說明，對鋁合金的鍛造溫度選用更窄范疇。比如，美國最常見的15種鋁合金，其鍛造溫度范疇一般低于55℃，較大 不超過90℃。和中國的鍛造溫度相較為，始鍛溫度被減少，終鍛溫度被提升。在窄小的溫度范疇內(nèi)鍛造，毫無疑問鋁合金的塑性變形好，形變抵抗力較小，所得到的加工硬化機(jī)構(gòu)勻稱并且細(xì)微。

（二）鍛造加工工藝

1．形變速率和形變水平

形變速率對大部分鋁合金的塑性變形沒有很大的危害，僅僅某些高細(xì)晶強(qiáng)化的鋁合金在髙速形時，塑性變形才明顯降低。除此之外，當(dāng)由低形變速率銜接到高形變速率時，形變抵抗力伴隨著鋁合金的細(xì)晶強(qiáng)化水平不一樣，大概擴(kuò)大0.5-2.0倍。因而，鋁合金鍛造既可在低的形變速率下開展，也可在高的形變速率下開展。可是為了更好地擴(kuò)大容許的形變水平和提升生產(chǎn)率，減少形變抵抗力和改進(jìn)鋁合金填充模貝凹模的流通性，則采用壓力機(jī)和自由鍛來鍛造鋁合金要比錘鍛好點。針對大中型鋁合金鑄鋼件和模鍛件，特別是在這般。

鋁合金在髙速錘上鍛造時，因為形變速率非常大，滾動摩擦力非常大，熱電效應(yīng)也大，使鋁合金在鍛造時的升溫（約100℃）較為顯著。因此，鋁合金的始鍛溫度應(yīng)多方面調(diào)節(jié)，鍛前毛坯的加熱溫度宜取原要求的始鍛溫度低限。此外，因為鋁合金的外摩擦阻力大，流通性差，若形變速率太快，非常容易使鑄鋼件造成脫皮、伸縮和結(jié)晶體機(jī)構(gòu)不勻稱等缺點，針對低塑性變形的高韌性鋁合金還非常容易造成鑄鋼件裂開。因此 ，該類鋁合金最合適在低速檔壓力機(jī)上鍛造。