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大尺寸铝合金覆盖件快速超塑成形机

2016-01-14 13:04:15 来源: 于心 [收藏文章] [关闭窗口]

  

项目名称:大尺寸铝合金覆盖件快速超塑成形机

所在院系:材料学院

课题组信息:材料工程系

技术简介:

铝合金超塑成形技术最初主要应用在汽车覆盖件上。例如,瑞士的ForTech AG公司进行汽车覆盖件的超塑成形已有十几年。英国的一家专业超塑成形公司(AREOMET)也为汽车公司成形铝合金汽车覆盖件。美国摩根汽车生产的Aero8 的铝制外覆盖件采用了超塑性成形技术,利用超塑性成形与手工成形相结合,使构件成形。在Ford公司生产的Ford GT全铝结构车上,几乎所有的覆盖件都是采用超塑成形技术生产的,从而极大的改善了铝合金覆盖件的成形性和成形质量。

但是我国在大尺寸铝合金复杂形状零件成形方面的研究还非常有限,一方面是由于国外的技术封锁,另一方面是该技术目前生产效率低、成本高。本项目组在多年研究的基础上,结合近期完成的伦敦地铁门立柱罩零件成形的工作,提出了复杂形状铝合金零件快速超塑成形技术,其原理是在超塑成形之前,先进行热冲压预成形,使更多的板料进入型腔,成形到一定位置后,再原位进行超塑气胀成形,有望将成形时间由原来的1-3小时缩短到20分钟以内。

本项目产品的关键技术介绍

本项目将在多年研究与应用的基础上,开发制造快速超塑成形机。加强计算机模拟研究,实现工艺参数和工序过程的自动化控制,提高产品的快速设计制造能力、生产效率和设备利用率。

 (1) 大量采用模拟和仿真,实现工艺和模具的快速开发;

(2) 舍弃传统的整体加热炉式的压力设备,改为模具加热,提高加热效率,降低热损失;板料不在压力机上加热,而是提前预热。

(3) 气压控制系统采用比例控制阀,可实现低压和高压的良好控制;

(4) 采用氮化硼润滑材料;

(5) 各个工位板料的转移和传送、零件成形后从模具中取出、模具的清洁实现完全的自动化;

(6) 成形的材料不能选择昂贵的超塑性板材,而是对AA5083进行一定的处理;

(7) 成形温度降低到450oC,应变速率提高到0.001-0.1/s

(8) 压力机压下速度分级可控,以提高生产效率。

应用行业领域:铝合金加工

成熟程度

本项目组在超塑成形研究领域已有近三十年的研究经历,所开发的7475铝合金超塑成形技术和设备用于神舟飞船乘员座椅制造,钛合金高精度超塑成形技术在多种型号装备中获得应用。在多年研究中,开发设计制造了4台超塑成形机,其中两套自用,另外两套提供给航天企业用于航天零件生产,目前均运转正常。但是,过去设计制造的超塑成形机生产效率较低,生产军品没有问题,生产民品则难以满足快速生产的要求。通过多年研究,提出了快速超塑成形机的设计方案,拟通过本项目的支持,制造出原理样机,预计研发周期为1年。

预计经济效益

目前,我国轨道交通和汽车工业快速发展,为实现轻量化、降低能耗,对铝合金覆盖件成形技术需求迫切,急需铝合金超塑成形设备和技术。国产超塑成形机技术还不是非常成熟,价格为500-800万元,本项目提出的快速超塑成形机国内还没有厂家能够生产,处于技术垄断阶段,价格可以订得高一些,每台价格800-1000万元,年产10台计算,可以实现年销售额近1亿元。

零件生产效益

轨道交通和汽车工业中零件都是大批量生产的,每个大尺寸铝合金零件的价格1000-5000元不等,如果按照平均2000元计算,每台快速超塑成形机年产10万件,10台年产100万件,销售额为20亿元。

所需资金:

联系人姓名: 高雷  穆乃旺

联系人电话: 0451-87008976  87008958

联系人传真:0451-87008980

联系人电子邮箱:   qycgl@hit.edu.cn  munaiwang@163.com

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