专利名称：一种金属基复合材料触变塑性成形方法
技术领域：
本发明涉及一种金属基复合材料触变塑性成形的方法。
背景技术：
金属基复合材料是以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料，具有高强度、高弹性模量、耐磨、耐高温等优良的特性，但金属基复合材料的成形工艺相对复杂和困难。半固态成型技术是继液态成型技术和固态成型技术发展起来的一种全新的成型技术。与前两种常用的成型技术相比，其主要的区别在于将预制的具有非枝晶组织的半固态浆料注入模具，在压力作用下凝固成型。这种成型的优点在于制品组织致密、铸造或锻造等缺陷减少，综合力学性能大幅度提升。触变塑性成形是将高固相分数的半固态金属坯料移入锻压模具内，然后模具的一部分向另一部分运动并加压成形。其优点为扩大了复杂成形件的范围，可实现近终成形， 显著减少工艺环节，加工成本低，锻造耗能低，切削量少，材料利用率高等，是一种较为理想的半固态成形技术制备镁及其复合材料零件的方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种金属基复合材料触变塑性成形方法。本发明是通过以下技术方案实现的。将模具预热至280°C 300°C，模腔内喷涂润滑剂，将金属基复合材料在固相线以上10°C 25°C保温16min 45min后置于预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。所述的金属基复合材料为具有高固相率半固态组织特征的金属基复合材料，是通过机械搅拌法、等温热处理等方法获得的。本发明的技术效果是采用触变塑性成形技术进行零件的成形，不仅扩大了半固态技术的应用领域，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。
图1为本发明选用的零件CAD图。图2为本发明采用半固态触变塑性成形技术的金属基复合材料零件。
具体实施例方式一种金属基复合材料触变塑性成形方法 实施例1。将模具预热至280°C，模腔内喷涂润滑剂备用。同时，将等温热处理法获得的固相率为93%的半固态SiCP/AZ61镁基复合材料在固相线以上15°C保温30min，将上述坯料机械加工成Φ50Χ17. 5mm置于预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。实施例2。将模具预热至295°C，模腔内喷涂润滑剂备用。同时，将机械搅拌法获得的固相率为88%的半固态B4Cp/YII2铝基复合材料在固相线以上25°C保温16min，将上述坯料机械加工成Φ50Χ17. 5mm置于预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。图1为本发明选用的零件CAD图，从图中可以看出零件结构复杂，圆周表面上需要成形9个9mm高凸爪，中心为圆台和内六角孔，要求锻造后要求表面无明显缺陷，且凸齿部分成形完整。图2为本发明采用触变塑性成形获得的复合材料齿轮制件，可以看到零件表面光滑平整，无开裂，成形困难的凸齿部分成形完整，齿形清晰。触变塑性成形时因坯料含有少量液相，晶粒相互接触时起到一定润滑作用，变形以颗粒滑动及颗粒塑性变形为主导变形机制，变形抗力主要为克服颗粒滑动及颗粒塑性变形，因而半固态坯料变形时产生的抗力大大降低。综上所述，从图中可以看出，采用触变塑性成形获得的复合材料齿轮制件，零件表面光滑平整，无开裂，成形困难的凸齿部分成形完整，齿形清晰。因此，采用半固态触变塑性成形技术进行零件的成形，不仅扩大了半固态技术的应用领域，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。
权利要求
1. 一种金属基复合材料触变塑性成形方法，其特征是将模具预热至280°C 300°C， 模腔内喷涂润滑剂，将具有高固相率半固态组织特征的金属基复合材料在固相线以上 10°C 25°C保温16min 45min后置于预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。
全文摘要
一种金属基复合材料触变塑性成形方法，其特征是将模具预热至280℃～300℃，模腔内喷涂润滑剂，将具有高固相率半固态组织特征的金属基复合材料在固相线以上10℃～25℃保温16min～45min后置于预热好的模具内，在模锻液压机中进行触变塑性成形。本发明不仅扩大了半固态技术的应用领域，而且可以降低能源消耗，提高产品质量，并推进半固态成形技术的实用化进程。
文档编号B21J5/02GK102189207SQ201110088159
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者胡志, 闫洪 申请人:南昌大学