本發(fā)明涉及機加工領(lǐng)域，提供一種鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法。

背景技術(shù)：

1、鑄造件和鍛造件各自具有獨特的優(yōu)點。鑄造件在形狀復雜性和可加工性方面表現(xiàn)出色，尤其適用于形狀復雜的一體式零件，如新能源汽車車身等。這一工藝允許金屬液在型腔中自由流動并冷卻凝固，能夠輕松生產(chǎn)出幾何形狀復雜的零部件。

2、然而，鑄造過程可能導致較高的內(nèi)部應力、裂紋和晶粒結(jié)構(gòu)的不均一，從而影響力學性能和可靠性。

3、鍛造件通常呈現(xiàn)優(yōu)異的力學性能，包括較高的抗拉強度、抗沖擊性能和疲勞強度。鍛造工藝能夠顯著改善金屬內(nèi)部的晶粒結(jié)構(gòu)，分解并重新分散位錯成分，從而提高材料的均勻性和一致性。

4、然而，鍛造工藝主要適合于簡單的形狀和尺寸，對于復雜形狀的零件，特別是需要精密型腔設(shè)計的零件，鍛造則難以達到預期的效果。

5、將鑄造和鍛造的優(yōu)點結(jié)合在一起，以提高復雜合金零件的力學性能和制作效率，具有巨大的潛力。然而目前現(xiàn)有的鑄鍛結(jié)合技術(shù)仍存在一些亟待解決的問題。一方面，傳統(tǒng)鑄鍛一體裝置傾向于通過簡單的加壓方式實現(xiàn)液態(tài)金屬的一次成型和鍛造，但這種方式往往因為難以確保型腔的充分充填，導致產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，次品率較高。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)往往需要兩個獨立的模具和設(shè)備來分別實現(xiàn)鑄造和鍛造，這增加了生產(chǎn)成本，同時也降低了生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，用以解決相關(guān)技術(shù)中產(chǎn)品質(zhì)量欠佳、生產(chǎn)效率低的缺陷。

2、本發(fā)明實施例提供一種鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，包括：

3、通過加壓件為上模、下模施加鎖模力；

4、向由所述上模和所述下模圍設(shè)形成的鑄鍛腔室中注入熔融態(tài)介質(zhì)；

5、通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)壓鑄成型出初坯，通過所述加壓件帶動所述上模以對所述初坯進行模鍛成型出終鍛件。

6、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述上模還包括壓射沖頭，所述通過加壓件為上模、下模施加鎖模力的步驟，還包括：

7、通過所述加壓件連接所述壓射沖頭。

8、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述下模還包括可活動地穿設(shè)于所述下模中的反料沖頭，所述向由所述上模和所述下模圍設(shè)形成的鑄鍛腔室中注入熔融態(tài)介質(zhì)的步驟，還包括：

9、將所述壓射沖頭和所述反料沖頭插入所述上模中，向由所述上模、所述壓射沖頭和和所述反料沖頭圍設(shè)形成的所述鑄鍛腔室中注入所述熔融態(tài)介質(zhì)。

10、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)壓鑄成型出初坯的步驟，包括：

11、通過所述加壓件帶動所述壓射沖頭，將所述熔融態(tài)介質(zhì)壓入所述鑄鍛腔室以壓鑄成型出所述初坯。

12、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述將所述熔融態(tài)介質(zhì)壓入所述鑄鍛腔室以壓鑄成型出所述初坯的步驟，包括：

13、通過所述壓射沖頭以及所述上模對所述初坯進行保壓，直到所述初坯冷卻至模鍛溫度。

14、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述上模和所述下模之間設(shè)置有墊板；

15、在通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)壓鑄成型出初坯的步驟之后，包括：

16、撤銷對所述上模、所述下模施加鎖模力并取出墊板。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述取出所述墊板的步驟之后，還包括：

18、通過所述加壓件帶動所述壓射沖頭向上動作以撤銷所述壓射沖頭對所述初坯施加的壓力。

19、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)壓鑄成型出初坯的步驟，還包括：

20、對所述墊板施加鎖緊力。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述上模中可活動地設(shè)置有穿孔桿，所述通過所述加壓件帶動所述上模以對所述初坯進行模鍛成型出終鍛件的步驟中，所述上模、所述下模以及所述穿孔桿形成所述鑄鍛腔室。

22、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述通過所述加壓件帶動所述上模以對所述初坯進行模鍛成型出終鍛件的步驟之后，包括：

23、取出所述穿孔桿并完成脫模。

24、根據(jù)本發(fā)明實施例提供的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，通過壓鑄工藝，可以精確控制熔融態(tài)介質(zhì)的填充和成型過程，提高初坯質(zhì)量和構(gòu)造較為復雜的初坯形狀。結(jié)合壓鑄和模鍛兩種工藝，可以充分利用壓鑄工藝的缺陷少、鑄造組織優(yōu)秀和模鍛工藝的高強度特性，使終鍛件具有更好的力學性能和表面質(zhì)量。使用壓鑄工藝得到缺陷相對較少的鑄造初坯，相較于普通鑄造得到的初坯有明顯優(yōu)勢；對壓鑄得到的零件初坯立刻模鍛成型，可改善壓鑄件組織不夠致密、力學性能低、耐沖擊能力低、氣孔缺陷多的缺點。相比傳統(tǒng)的鑄造或模鍛工藝，本發(fā)明方法將壓鑄和模鍛兩個步驟緊密結(jié)合，減少了中間環(huán)節(jié)和等待時間，從而縮短了生產(chǎn)周期。更重要的是，通過在同一套模具中連續(xù)進行壓鑄和模鍛過程，便于生產(chǎn)。由于提高了材料利用率和縮短了生產(chǎn)周期，本發(fā)明方法有助于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。該方法適用于多種材料和復雜形狀產(chǎn)品的生產(chǎn)，具有較強的靈活性和適應性。

技術(shù)特征：

1.一種鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述上模（100）還包括壓射沖頭（110），所述通過加壓件為上模（100）、下模（102）施加鎖模力的步驟，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述下模（102）還包括可活動地穿設(shè)于所述下模（102）中的反料沖頭（112），所述向由所述上模（100）和所述下模（102）圍設(shè)形成的鑄鍛腔室中注入熔融態(tài)介質(zhì)（104）的步驟，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)（104）壓鑄成型出初坯（106）的步驟，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述將所述熔融態(tài)介質(zhì)（104）壓入所述鑄鍛腔室以壓鑄成型出所述初坯（106）的步驟，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述上模（100）和所述下模（102）之間設(shè)置有墊板（114）；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，在所述取出所述墊板（114）的步驟之后，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述通過所述加壓件對所述熔融態(tài)介質(zhì)（104）壓鑄成型出初坯（106）的步驟，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，所述上模（100）中可活動地設(shè)置有穿孔桿（116），所述通過所述加壓件帶動所述上模（100）以對所述初坯（106）進行模鍛成型出終鍛件（108）的步驟中，所述上模（100）、所述下模（102）以及所述穿孔桿（116）形成所述鑄鍛腔室。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法，其特征在于，在所述通過所述加壓件帶動所述上模（100）以對所述初坯（106）進行模鍛成型出終鍛件（108）的步驟之后，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機加工領(lǐng)域，提供一種鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法。鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法包括通過加壓件為上模、下模施加鎖模力；向由上模和下模圍設(shè)形成的鑄鍛腔室中注入熔融態(tài)介質(zhì)；通過加壓件對熔融態(tài)介質(zhì)壓鑄成型出初坯，通過加壓件帶動上模以對初坯進行模鍛成型出終鍛件。該鑄鍛一體化成形復雜零件的工藝方法結(jié)合壓鑄和模鍛兩種工藝，可以充分利用壓鑄工藝的缺陷少、鑄造組織優(yōu)秀和模鍛工藝的高強度特性，使終鍛件具有更好的力學性能和表面質(zhì)量。使用壓鑄工藝得到缺陷相對較少的鑄造初坯，相較普通鑄造得到的初坯有明顯優(yōu)勢；對壓鑄得到的零件初坯立刻模鍛成型，改善鑄造組織不致密、力學性能、耐沖擊能力低、氣孔多的缺點。

技術(shù)研發(fā)人員：吳任東,袁朝龍,徐志鵬,焦瑋
受保護的技術(shù)使用者：清華大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22