對鋁合金鍛壓技術(shù)工藝流程的探討

于 洋

（天津市特鋼精鍛有限公司，天津 30000）

隨著社會人工智能技術(shù)的發(fā)展，我國的鍛壓技術(shù)也在不斷地發(fā)展中，應(yīng)用范圍也越來越廣，不僅涉及到航空、航天、地鐵、公路隧道等行業(yè)，還涉及到日常的家用電器和汽車行業(yè)，因此鍛造工藝對工業(yè)發(fā)展、甚至整個社會的發(fā)展具有舉足輕重的影響。因此需要與時俱進的發(fā)展我國的鍛壓技術(shù)，特別是鋁合金的鍛壓技術(shù)。

1 鋁合金的使用

鋁合金是目前生產(chǎn)量最大的合金之一，具有質(zhì)輕的特點，與同等體積的鋼合金相比，它的重量只是鋼合金的十分之一，對于減輕建筑材料的重量，特別是在航天領(lǐng)域減輕火箭運載負(fù)擔(dān)，是很有意義的。而且因為他表面容易生成氧化膜，所以鋁合金具有很好的抗氧化性能，就算他出現(xiàn)了表面氧化，也會因為氧化鋁的顏色偏向灰白，而不影響材料的整體美觀性，這樣對某些具有觀感特性的材料來說，是有很大意義的。

2 鍛壓技術(shù)工藝流程的內(nèi)容

把對合金的鍛造和通過壓力改變合金材料的過程合稱為鍛壓，因此可以理解鍛壓過程就是使用一些工具，依次將合金進行鍛造和壓制處理，然后讓材料呈現(xiàn)出想要的面貌。材料方面，我國已有達到國際先進水平的阻燃鋁合金研制成果，并獲2003年國家科技進步二等獎。這種鋁合金的燃點溫度從熔點以下的520℃（AZ91D鋁合金的燃點是510℃）提高到高于熔煉溫度（760℃），實現(xiàn)了鋁合金在大氣下的無保護熔煉與鑄鍛生產(chǎn)。這是一個比較完整的加工過程，但是他對我們所使用的工具以及進行鍛造的人要有很高的技術(shù)要求。

3 鍛造技術(shù)的問題

3.1 合金開裂

鋁材料和合金、石墨等材料混合比會導(dǎo)致合金開裂。選料，骨料，溫度和合金混合物會影響合金的質(zhì)量，會產(chǎn)生裂縫。合金內(nèi)部各種金屬顆粒粗細和細粒含有過多雜質(zhì)，未正確測量骨料含量，這往往會導(dǎo)致合金收縮增加并導(dǎo)致開裂。小尺寸骨料和較大的針頭含量，使用更多非金屬物質(zhì)，耗能增加，金屬收縮量增加。就合金品種而言，含碳量少的合金比含碳量多的合金收縮更多。混合比例設(shè)計不正確，如使用過量的合金比和大的金屬和非金屬比例，直接影響合金的抗拉強度，更容易造成合金的裂縫。鋁金屬的水化熱能和合金的收縮也是金屬開裂的原因之一。金屬在進行鍛壓以后，合金內(nèi)部的溫度會因為單個金屬的水化熱能的原因而升高，一般會在3～5d時能達到峰值時期。隨后溫度發(fā)生降低，合金發(fā)生體積收縮，涂層受到了拉應(yīng)力當(dāng)拉應(yīng)力超過合金邊界時，會發(fā)生裂縫。由于初始鍛造設(shè)有防水板和土工織物，混凝土與外部之間的熱交換主要發(fā)生在包層表面。

3.2 對鍛壓技術(shù)的質(zhì)量方案設(shè)計不夠重視。

在國外，很多專家都認(rèn)為，雖然設(shè)計一個鍛壓方案的費用可能很少，不足整個制造費用的百分之一，但是如果一個正確的鍛壓技術(shù)設(shè)計對整個制造過程的作用卻是大于75%的，所以很多人說磨刀不誤砍柴工，但是很多承接鍛壓工程的師傅往往忽視了這個砍柴的功夫，他們對設(shè)計階段的管理方案控制不夠重視，認(rèn)為這只是紙上談兵，只有實際的去鍛壓才會考慮到那些東西。但是在現(xiàn)實生活中，其實很多風(fēng)險和不必要的損失都是可以通過對鍛壓技術(shù)的設(shè)計進行規(guī)避的。鋁合金的熔點是650°C，其半固態(tài)溫區(qū)寬，所以是一種理想的半固態(tài)射注成型金屬。采用鋁合金的半固態(tài)擠壓壓鑄模鍛工藝，可將鋁合金的始鑄溫度從原來的760℃，降到合金熔融狀態(tài)的560～630℃。很多普通鋁合金經(jīng)簡單的阻燃合金化后，燃點都能高于560～630℃這個溫度，這就使鋁合金在大氣下的無保護熔煉與鑄鍛生產(chǎn)具有普遍性，不再局限于現(xiàn)時研制出來的少數(shù)幾個牌號。在現(xiàn)行的管理體制之下，設(shè)計鍛壓技術(shù)質(zhì)量方案并沒有的到應(yīng)有的重視，殊不知，設(shè)計階段就開始注重整個合金制造的質(zhì)量管理，就是有效控制整體材料質(zhì)量的第一步。

4 如何對鋁合金質(zhì)量進行有效控制

4.1 提高鋁合金鍛造隊伍的整體素質(zhì)。

要建造好一件事物，應(yīng)對首先從做事的人開始培訓(xùn)。操作鍛壓技術(shù)的每一個員工，都是進行鍛壓工程的主體，要想有效控制好鍛壓過程中合金的質(zhì)量，有效控制鍛壓整體成本，需要整體的提高員工們的素質(zhì)。在經(jīng)濟全球且中國正順應(yīng)經(jīng)濟、政治、文化全球化的潮流中，若還是故步自封，滿足于當(dāng)前的識圖認(rèn)圖、人為觀察、經(jīng)驗測定、認(rèn)為經(jīng)驗大于及其等鍛壓合金的工作流程，我們就勢必會被其他國家，甚至國內(nèi)競爭對手給淘汰掉，所以我們應(yīng)該嚴(yán)格做好對員工素質(zhì)的培養(yǎng)。

4.2 加強鍛壓合金技術(shù)設(shè)計方案的管理和監(jiān)控

鍛壓技術(shù)的使用過程中，需要用到高溫環(huán)境，即各種溫度控制儀器和精密切割、壓制機器，對所使用的材料也有很大要求，一般比較次的材料，往往在鍛壓過程中就破裂，或在熔爐中就被消耗了大半，因此需要做好鍛壓的方案設(shè)計，既是控制合金制造質(zhì)量，也是為了節(jié)省成本。在進行正式的鍛造前，要考慮優(yōu)選方案，要求每個施工人員都能提出自己的設(shè)計方案出來。因此我們必須通過提高管理手段，來增強設(shè)計單位的責(zé)任心，促使這些施工人員們主動去提高設(shè)計的質(zhì)量，可以用獎勵也可以用處罰制度。

5 結(jié)語

鍛造出的合金質(zhì)量缺陷始終是后期鍛造人員維護和檢測的重點，特別是合金內(nèi)部的裂縫和合金鍛造程度不夠等情況造成破壞風(fēng)險很高，必須高度重視以確保鍛壓過程的安全和材料的合理使用安全。通過對缺陷產(chǎn)生的原因進行探討與研究，深入剖析了之前存在的問題，要想合理控制合金的質(zhì)量必須提前做好調(diào)查分析，合理采用材料，合理采用合適的工藝技術(shù)管控等方法。采用過程管理可以很好的提高工作的質(zhì)量。只有做到這樣，我們的鍛壓工作流程才算是完美。