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【产学研对接】中科院金属所--先进液压成形的工艺理论和关键技术

发表时间:2021-01-12 10:13:04; 来源:news_from

“深化科技体制改革,建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,加强对中小企业创新的支持,促进科技成果转化”。产学研深度融合,形成创新合力,是推动行业企业转型升级的一个关键性因素。

为了更好的将院校科研成果投入到企业实际生产上,中国锻压协会决定在中国国际金属成形展览会上开展有关高校、研究所与企业之间的项目对接、人才推介的配套活动,将企业待解决的技术问题与院校先进的科研成果更好的进行接轨,做到产、学、研三者相结合,共同促进行业的交流与进步。

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先进液压成形的工艺理论和关键技术

--中科院金属所塑性加工先进技术课题组

伴随着航空航天、核能工程与汽车工程等关键制造领域的迅猛发展,其中具有复杂截面特征且局部大变形量的金属薄壁构件的应用愈加广泛。对于此,采用常规的液压成形技术装备成形得到的产品往往存在壁厚分布不均匀、小圆角处材料填充不足,因内压不足导致不贴膜、起皱、屈曲、破裂等失稳现象,限制其广泛应用。针对现有液压成形技术的不足,中国科学院金属研究所研究团队长期从事高性能金属复杂薄壁构件的先进柔性成形技术及配套装备的研发,取得了系列的创新性成果,包括脉动液压成形、冲击液压成形、柔性液压锻造、内外压复合成形等方面的成形技术和配套装备,有效地抑制或消除了液压成形过程中工件的破裂或起皱,提高了材料的成形性能和成形形状精度。多种板、管复杂薄壁构件产品已成功在航空、核电以及汽车等领域中获得了规模化应用,以下对其中的脉动液压成形和冲击液压成技术的情况进行简要介绍:

脉动液压成形技术:脉动加载是在传统线性单调加载的基础上通过先进电气和液压控制技术使管内成形压力随着时间成周期性加卸载的波动变化。脉动液压成形能够有效提高进给补料量,从而抑制或消除成形过程中管材的破裂和起皱,能够显著提高管材在成形过程中的贴模率,使成形零件壁厚分布更加均匀,从而提高材料的成形性能和成形形状精度。此外,脉动成形针对不锈钢的成形能力有额外的提高作用。通过特殊的脉动加载方式能够使奥氏体不锈钢在形变卸载过程马氏体相变行为得到激发,导致相变增塑效益增强,从而使成形能力得到进一步的提升。

冲击液压成形技术:将高速冲击波施加在液体介质上,从而替代传统液压成形中的静高压作用,通过一次或多次冲击,使工件最终成形,通过将材料带入与静态载荷本质不同的动态应力-应变响应过程,是将传统落压成形技术和现代液压成形技术二者的优势相结合,能够极大提高材料的成形极限,高效解决镁、铝、钛等难变形轻质合金在加工过程中遇到的起皱、开裂等缺陷,而且该技术具有瞬时高能的特点,成形时间仅为300-600 μs,能量利用率和生产效率极高,对于有整体大变形量或局部有凸筋等结构特征的复杂异型薄壁零件能够获得优异的成形效果。



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