超塑成型是以超塑性金属为模具型腔坯料,在超塑性状态下,将工艺凸模压人坯料内部实现模具型腔成形加工的一种工艺方法。超塑性是指某些金属材料在一定条件下具有特别好的塑性,其延伸率可达100%一2 000%现象。伸长率能超过100%,的金属材料均称为超塑性金属。
超塑性金属有多种,常用于模具制造的有:znAl22、T8A、9SiCr等。
1.超塑性的类型
按实现超塑性的条件,超塑性主要分为细晶粒超塑性和相变超塑性两种类型。
1)细晶粒超塑性。细晶粒超塑性具有3个条件,即具有等轴稳定的细晶组织;成形温度r≥0.5Tz,其中:%为用热力学温度表示的熔点,且温度恒定;应变速度占在10~~10s。的区间内。
2)相变超塑性。要求金属具有相变或同素异构转变。在载荷作用下,在相变点附近反复加热冷却,循环一定次数后,结构上发生变化而进入超塑性状态。
2.超塑成型的特点
1)由于材料有大的塑性,加工过程中不会断裂,也不硬化,对获得形状复杂的型腔非常有利。
2)尺寸精度与表面粗糙度随凸模的尺寸精度和表面粗糙度而定。
3)适用于锻模、拉深模和气压成形模等。’
3.超塑成型的工艺过程
超塑成形的工艺过程。具体步骤内容如下。
(1)加工前的准备
加工前的准备主要包括:坯料准备、凸模制造和套圈制造等。
1)坯料准备。一般情况下,原材料在出厂前均已经过超塑性处理,所
只需要选择适当的板料或棒料经切削加工为型腔坯料后,直接进行后续为超塑成型加工即可。若没有合适尺寸的毛坯材料,需自己加工并进行超塑哇处理。
2)凸模制造。凸模可以采用中碳钢、低碳钢、工具钢等材料制造,一般不零要热处理,且凸模的制造精度和表面粗糙度的要求均应比型腔高一级。在确宅工艺凸模的尺寸时,要考虑模具材料及塑料制件的收缩率。
3)套圈制造。套圈的作用就是在凸模压人毛坯时,使坯料的变形区域受到限制,使变形金属的塑性流动方向与工艺凸模的压人方向相反,变形金属与凸模表面紧密贴合,从而提高了型腔的成型精度。套圈的内部尺寸由型腔的外部形状尺寸决定,比坯料尺寸大O.1一O.2mm,套圈高度应略高于模坯高童,壁厚不小于25mm,内壁粗糙度尺。
(2)预热
将坯料和凸模安装在油压机上,按规定的规范加热升温、预热,达到超塑的条件。
(3)涂润滑剂
常用的润滑剂有:295硅脂、20l甲基硅油、硬脂酸锌等。合理的润滑不仅能降低单位压力,还能使型腔获得理想的尺寸精度和表面粗糙度。
(4)超塑成型
在预热的装置中通过施压,使凸模压入坯料完成成型。超塑性加工时须保持恒温。
(5)卸模、热处理
卸模,进行热处理,以恢复合金的强度。
(6)检验
按图样要求检验,完成其他加工,和其他模具零件装配。
只需要选择适当的板料或棒料经切削加工为型腔坯料后,直接进行后续为超塑成型加工即可。若没有合适尺寸的毛坯材料,需自己加工并进行超塑哇处理。
2)凸模制造。凸模可以采用中碳钢、低碳钢、工具钢等材料制造,一般不零要热处理,且凸模的制造精度和表面粗糙度的要求均应比型腔高一级。在确宅工艺凸模的尺寸时,要考虑模具材料及塑料制件的收缩率。
3)套圈制造。套圈的作用就是在凸模压人毛坯时,使坯料的变形区域受到限制,使变形金属的塑性流动方向与工艺凸模的压人方向相反,变形金属与凸模表面紧密贴合,从而提高了型腔的成型精度。套圈的内部尺寸由型腔的外部形状尺寸决定,比坯料尺寸大O.1一O.2mm,套圈高度应略高于模坯高童,壁厚不小于25mm,内壁粗糙度尺。
(2)预热
将坯料和凸模安装在油压机上,按规定的规范加热升温、预热,达到超塑的条件。
(3)涂润滑剂
常用的润滑剂有:295硅脂、20l甲基硅油、硬脂酸锌等。合理的润滑不仅能降低单位压力,还能使型腔获得理想的尺寸精度和表面粗糙度。
(4)超塑成型
在预热的装置中通过施压,使凸模压入坯料完成成型。超塑性加工时须保持恒温。
(5)卸模、热处理 ,
卸模,进行热处理,以恢复合金的强度。
(6)检验
按图样要求检验,完成其他加工,和其他模具零件装配。