本文關(guān)鍵詞：擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

    摘要：　 闡述了國(guó)內(nèi)外液態(tài)模鍛發(fā)展的 現(xiàn)狀，指出了國(guó)內(nèi)液鍛工藝及設(shè)備與國(guó)外的差距。
　　關(guān)鍵詞：　液態(tài)模鍛; 工藝; 應(yīng)用
　　中圖分類號(hào)：TG316.3　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　　文章編號(hào)：1001-3814(2000)02-0045-02

The Developing and Application Situation of Liquid Forging Techno logy

　　液態(tài)模鍛對(duì)鑄鍛人員并不陌生。原蘇聯(lián)于1937年就開(kāi)始了此項(xiàng)工藝研究［1］。時(shí)至今天，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛地應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)于軍事及高科技范圍金屬構(gòu)件的制造，得益甚高，顯示了很強(qiáng)的生命力。鍛壓專業(yè)命其名液態(tài)模鍛，鑄造專業(yè)命其名為擠壓鑄造，但其內(nèi)容是一致的，液態(tài)金屬在模具中經(jīng)過(guò)加壓成型，結(jié)晶凝固。因而它與鑄鍛有著不可分離的“血緣關(guān)系”。液鍛(液態(tài)模鍛)是一種省力、節(jié)能、材料利用率高的先進(jìn)工藝。液鍛件一般很接近工件最終加工尺寸，質(zhì)量高，因而為越來(lái)越多的國(guó)家的學(xué)者和廠家接受和應(yīng)用。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)此工藝的研究和應(yīng)用有新的突破和進(jìn)展。本文主要介紹液鍛的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r的信息。

1　液鍛工藝及應(yīng)用

1.1　液鍛原理
　　液鍛是使注入模腔的金屬，在高壓下凝固成型。液態(tài)金屬在高壓之下，其固相線向高溫方向移動(dòng)，與原固相線出現(xiàn)一個(gè)ΔT，其大小取決于施加力的大小。若液態(tài)金屬在接近固相線時(shí)，施加的壓力使液態(tài)金屬處于過(guò)冷狀態(tài)。在大的過(guò)冷度條件下，液態(tài)金屬便能生核并長(zhǎng)大，形成晶粒的內(nèi)生長(zhǎng)，阻礙了原來(lái)(未加壓時(shí))枝晶的單向延伸，而形成等軸晶組織結(jié)構(gòu)。也避免了未加壓時(shí)先結(jié)晶區(qū)與后結(jié)晶區(qū)組織成分差異——偏析。由于結(jié)晶是在壓力下進(jìn)行的，其制件內(nèi)部組織致密，無(wú)空洞與疏松［2］。
1.2　液鍛特點(diǎn)
　　(1)液鍛模具的充填性高于固體金屬模鍛的充填性。
　　(2)液鍛件組織致密，無(wú)成分偏析，基本為等軸晶結(jié)構(gòu)，無(wú)各向異性。又因?yàn)橛需T件的基因而具有高的抗腐蝕性能。
　　(3)液鍛模具的設(shè)計(jì)，考慮了模具中氣體排出的結(jié)構(gòu)形式，而壓鑄過(guò)程由于金屬高速流動(dòng)裹入了大量氣體，不能排出而凝留于金屬之中，造成鑄件強(qiáng)度和延伸率低于液鍛件。
　　(4)密度、力學(xué)性能基本同鍛件。
1.3　液鍛必須具備的條件
　　金屬熔煉包括熔煉設(shè)備及熔煉出符合要求的高質(zhì)量液態(tài)金屬。
　　液鍛用的壓力機(jī)必須可裝置液鍛模具，操作方便，，壓力機(jī)滿足液鍛的要求�，F(xiàn)代用的液鍛壓力機(jī)為多液壓缸、可數(shù)控的液鍛設(shè)備，生產(chǎn)效率高。
1.4　液鍛的分類
　　（1）固液態(tài)(半固態(tài))模鍛：把金屬毛坯加熱到似熔非熔狀態(tài)，能從加熱爐中以固體形式轉(zhuǎn)移到模鍛模具中。它具有低的變形抗力，省去了復(fù)雜的熔煉過(guò)程，接近普通模鍛，但其工藝要求較高。
　�。�2）液態(tài)擠壓模鍛：液態(tài)擠壓模鍛是省力，又能生產(chǎn)出高質(zhì)量型材的工藝。該工藝是液態(tài)金屬處于準(zhǔn)固態(tài)進(jìn)入擠壓模定徑區(qū)成形。其型材質(zhì)量不低于固態(tài)金屬擠壓型材。
　�。�3）液態(tài)金屬與固體構(gòu)件組合(如雙金屬構(gòu)件)液鍛；液態(tài)金屬與高強(qiáng)度或具有其它優(yōu)良性能的長(zhǎng)、短纖維(如∶礦纖維、陶瓷纖維等)浸潤(rùn)復(fù)合模鍛或擠壓，形成一種新性能材質(zhì)的液鍛件或擠壓型材。
1.5　液態(tài)模鍛的應(yīng)用
　　(1)鋁合金液鍛。鋁合金液鍛當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛，例如∶大、中、小型柴油機(jī)活塞(裙)，小汽車摩托車零件。液鍛活塞生產(chǎn)的原因是由于亞共晶、共晶、過(guò)共晶的Al-Si合金材質(zhì)，液鍛件綜合性能超過(guò)了普通的模鍛件［3］。另外液鍛時(shí)，可以直接把耐磨環(huán)及冷卻通道埋入其中，大大地提高了活塞壽命，是普通模鍛遠(yuǎn)不能相比的。在其它一些鋁合金及其復(fù)合材料的液鍛方面，在國(guó)內(nèi)外亦有大的進(jìn)展及應(yīng)用。鋁合金屬于各種金屬材料應(yīng)用最多的。
　　(2)銅合金液鍛。銅鋅系黃銅，液鍛可細(xì)化組織，對(duì)鉛黃銅能細(xì)化質(zhì)點(diǎn)，其組織與鍛造組織很相似，無(wú)顯微空洞與疏松，而液鍛件組織中的α基體各向同性,易細(xì)化。錫青銅和鉛青銅液鍛均可獲得細(xì)小等軸晶組織［3］，是改善合金性能的重要手段。鉛錫青銅的耐磨性也得到了改善。鉛青銅及其它無(wú)鉛青銅，在壓力下結(jié)晶，改變其(α+β)共晶組織為很細(xì)的α+(α+γ)共晶相，即成為新的共晶組織(γ是固熔體，硬而脆)。壓力下，共晶體右移有利于合金塑性提高。從整體來(lái)看，壓力下結(jié)晶，可以大幅度提高力學(xué)性能。
　　(3)鑄鐵液鍛壓力下結(jié)晶，抑制石墨化，可出現(xiàn)白口。壓力下結(jié)晶會(huì)使共晶鑄鐵、過(guò)共晶鑄鐵獲得亞共晶組織或共晶組織，同時(shí)促使石墨細(xì)化，并成為蠕蟲(chóng)狀、球狀析出，有類似于球化劑的作用。鑄鐵在壓力下結(jié)晶所生成的滲碳體，在石墨化退火時(shí)，析出速度明顯增加，并生成石墨化高的石墨相［4］。在壓力下結(jié)晶可細(xì)化組織，明顯地提高其力學(xué)性能。
　　(4)鋼的液鍛。壓力下使鐵-碳平衡圖發(fā)生變化，液相線和固相線溫度升高，δ相區(qū)縮�。�3］，F(xiàn)e-Fe3C共析點(diǎn)向低溫和碳含量降低方向移動(dòng)，γ相區(qū)擴(kuò)大，α相區(qū)縮�。�5］。壓力下結(jié)晶可細(xì)化結(jié)晶組織，提高成分的均勻性，使金屬夾雜細(xì)化并分布均勻［3］。
　�。�5）其它合金液鍛。如鎂合金、鋅合金等，壓力下結(jié)晶均有細(xì)化晶粒致密組織，提高力學(xué)性能的作用。

2　國(guó)內(nèi)外液態(tài)模鍛技術(shù)

2.1　國(guó)外液態(tài)模鍛技術(shù)
　　原蘇聯(lián)40年代初就用液態(tài)模鍛生產(chǎn)銅合金軸承零件，目前，已把鋁合金、銅合金、鑄鐵、碳鋼和各種合金用于生產(chǎn)。產(chǎn)品包括2mm的薄壁件至120mm厚壁件，重量達(dá)49.5kg的碳鋼工件和320kg的有色金屬件，最大的投影面積直經(jīng)762mm。其產(chǎn)品實(shí)例有齒輪坯、活塞、軸瓦、形狀復(fù)雜的管接頭、閥門、擠奶器等。
　　日本1968年政府撥款資助廠商用液態(tài)模鍛技術(shù)生產(chǎn)大型鋁合金活塞和鋼零件。產(chǎn)品有鋁合金連桿，大型活塞(直徑400mm，高600mm)，銅制軸瓦，汽缸體，汽車輪轂等。
　　美國(guó)1969年設(shè)在芝加哥的伊利諾斯工藝所著手開(kāi)展此項(xiàng)工作［1］�，F(xiàn)產(chǎn)品實(shí)例有∶齒輪坯、齒輪箱、柴油機(jī)活塞等。美國(guó)陸軍司令部的巖島兵工廠，利用液態(tài)模鍛技術(shù)制造了M85機(jī)槍管支架和機(jī)匣底座。1972年伊利諾斯工藝研究所選用7075(我國(guó)牌號(hào)LC9)超硬鋁合金液鍛成艦用導(dǎo)彈零件，毛坯 φ168×318 mm，壁厚19 mm和“愛(ài)國(guó)者號(hào)”導(dǎo)彈的前倉(cāng)蓋。該產(chǎn)品體積大，直徑為415.3 mm，重27.4 kg。美國(guó)使用的M374迫擊炮彈體直徑81 mm，采用了液鍛，提高炮彈的殺傷力，降低了成本。由于液鍛技術(shù)的日益發(fā)展，原蘇聯(lián)利用電子計(jì)算機(jī)，振動(dòng)與超聲技術(shù)，對(duì)優(yōu)化液態(tài)模鍛技術(shù)，改善工件組織和性能起到了良好的作用。
2.2　國(guó)外液鍛復(fù)合材料的應(yīng)用
　　金屬與金屬、金屬與非金屬液鍛復(fù)合材料已得到了廣泛的應(yīng)用。日本RAT金屬工業(yè)利用液鍛鋁基陶瓷纖維材料生產(chǎn)活塞［3］，其性能優(yōu)異，應(yīng)用面廣，獲得了很高的市場(chǎng)評(píng)價(jià)。
　　液鍛復(fù)合材料在航空中的應(yīng)用:美國(guó)把液鍛復(fù)合材料技術(shù)用于F15戰(zhàn)斗機(jī)，重量減輕20%。生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片比鈦合金輕，剛性好；原蘇聯(lián)也把液鍛復(fù)合材料用于安-28，安-27飛機(jī)上；美國(guó)耗資1500萬(wàn)美元，研制了連續(xù)碳化纖維增強(qiáng)6061、2124鋁合金，分別用于戰(zhàn)斗機(jī)的垂直尾翼和翼根，其翼展為3810mm，翼根長(zhǎng)1026mm［5］。
　　液鍛復(fù)合材料在航天工業(yè)中的應(yīng)用：美國(guó)DWA公司應(yīng)用石墨纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為NASA和Lockheed公司制造衛(wèi)星上的波導(dǎo)管，其波導(dǎo)管不但軸向剛度好，而且比原有石墨/環(huán)氧-鋁層復(fù)合制造的波導(dǎo)管輕30%。除此之外還有航天飛機(jī)桁架，衛(wèi)星拋物面天線骨架等［5］。
　　液鍛復(fù)合材料在兵器中的應(yīng)用：美國(guó)ARCO公司開(kāi)發(fā)SXA材料代替ALS14410制造裝甲車履板，減輕了裝甲車重量，提高了壽命。該材料也用于導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)中儀表外殼，戰(zhàn)術(shù)坦克上的光學(xué)紅外瞄準(zhǔn)鏡部件。美國(guó)LTU公司應(yīng)用SiC/Al復(fù)合材料制造了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航板；美國(guó)海軍利用SiC/Al復(fù)合材料制造魚(yú)雷、水雷外殼等［5］。
2.3　國(guó)內(nèi)液鍛技術(shù)
　　我國(guó)液鍛技術(shù)1957年就開(kāi)始研究［1］。60年代后期，此項(xiàng)技術(shù)逐步發(fā)展并陸續(xù)用于生產(chǎn)。其產(chǎn)品有汽車活塞、齒輪坯、渦輪、電磁鐵殼體、風(fēng)扇皮帶輪、生活用的高壓鍋、拉絲機(jī)的收線盤、貨車鏟板、法蘭、電機(jī)端蓋、汽車的輪轂、模具坯等。近幾年來(lái)，在軍品中采用液態(tài)模鍛研制出了一批零件，如85mm氣缸尾翼座、迫擊炮下體等。國(guó)內(nèi)利用纖維復(fù)合材料制造不同性能要求的零件也有報(bào)導(dǎo)。例如∶雙金屬、纖維強(qiáng)化性活塞［6］，纖維復(fù)合材料模具等。我國(guó)液態(tài)模鍛技術(shù)發(fā)展較慢，與原蘇聯(lián)、日、美相比存在著較大的差距。就其液鍛設(shè)備而言，我國(guó)主要是四柱萬(wàn)能液壓機(jī)。天津鍛壓機(jī)床廠生產(chǎn)了全自動(dòng)15000kN液壓液鍛機(jī)，用于汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)線［7］。濟(jì)南鑄鍛研究所也生產(chǎn)了一種液壓液鍛機(jī)。該機(jī)較之萬(wàn)能液壓機(jī)有了很大的進(jìn)步，增加了一些功能，但仍不能滿足液態(tài)模鍛的要求。國(guó)外已有成熟的液鍛設(shè)備。如原蘇聯(lián)有JIM型液態(tài)模鍛壓力機(jī)，其分模面為水平和垂直兩種；日本有自動(dòng)化液態(tài)模鍛壓力機(jī)；美國(guó)也研究出了3TMW式自動(dòng)化液鍛壓力機(jī)。目前，液態(tài)模鍛在我國(guó)研究投資較少，發(fā)展較慢，實(shí)際應(yīng)用不夠廣泛。

3　結(jié)束語(yǔ)

　　國(guó)內(nèi)外經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力和探索，液態(tài)模鍛工藝有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，廣泛地應(yīng)用于航天、航空、軍工、民品等方面。就其液鍛發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，它無(wú)疑是一種極有用的工藝。
　　毛坯生產(chǎn)是現(xiàn)代化工業(yè)工藝及材料研究的重要環(huán)節(jié)。液態(tài)模鍛在此方面有其特殊的魅力。因而液態(tài)模鍛技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。液態(tài)模鍛在我國(guó)應(yīng)用較少，原因有認(rèn)識(shí)問(wèn)題及投資問(wèn)題，希望今后應(yīng)重視研究和應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：趙恒義(1956-)，男，陜西乾縣人，高級(jí)工程師。
趙恒義（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）
周天西（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）
袁燕（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）

參考文獻(xiàn)：
［1］　上海交通大學(xué)鍛壓教研室.液態(tài)模鍛［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1981.
［2］　 陳炳光.液態(tài)金屬模鍛模具設(shè)計(jì)［M］.武漢：華中理工大學(xué)出版社，1989.
［3］　齊丕驤.擠壓鑄造［M］.國(guó)防工業(yè)出版社，1984.
［4］　羅守靖等.鋼質(zhì)液態(tài)模鍛［M］.哈爾濱工業(yè)出版社，1990.
［5］　 劉政等.國(guó)外鋁基復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［J］.輕合金加工技術(shù)，1994，(1 ):7.
［6］　 李敏娜.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維強(qiáng)化活塞［J］.輕合金加工技術(shù)，1992，（3）.
［7］　羅相繼.擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.中國(guó)鑄造裝備技術(shù)，1999，(2): 3.

摘要：　 闡述了國(guó)內(nèi)外液態(tài)模鍛發(fā)展的 現(xiàn)狀，指出了國(guó)內(nèi)液鍛工藝及設(shè)備與國(guó)外的差距。
　　關(guān)鍵詞：　液態(tài)模鍛; 工藝; 應(yīng)用
　　中圖分類號(hào)：TG316.3　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　　文章編號(hào)：1001-3814(2000)02-0045-02

The Developing and Application Situation of Liquid Forging Techno logy

　　液態(tài)模鍛對(duì)鑄鍛人員并不陌生。原蘇聯(lián)于1937年就開(kāi)始了此項(xiàng)工藝研究［1］。時(shí)至今天，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛地應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)于軍事及高科技范圍金屬構(gòu)件的制造，得益甚高，顯示了很強(qiáng)的生命力。鍛壓專業(yè)命其名液態(tài)模鍛，鑄造專業(yè)命其名為擠壓鑄造，但其內(nèi)容是一致的，液態(tài)金屬在模具中經(jīng)過(guò)加壓成型，結(jié)晶凝固。因而它與鑄鍛有著不可分離的“血緣關(guān)系”。液鍛(液態(tài)模鍛)是一種省力、節(jié)能、材料利用率高的先進(jìn)工藝。液鍛件一般很接近工件最終加工尺寸，質(zhì)量高，因而為越來(lái)越多的國(guó)家的學(xué)者和廠家接受和應(yīng)用。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)此工藝的研究和應(yīng)用有新的突破和進(jìn)展。本文主要介紹液鍛的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r的信息。

1　液鍛工藝及應(yīng)用

1.1　液鍛原理
　　液鍛是使注入模腔的金屬，在高壓下凝固成型。液態(tài)金屬在高壓之下，其固相線向高溫方向移動(dòng)，與原固相線出現(xiàn)一個(gè)ΔT，其大小取決于施加力的大小。若液態(tài)金屬在接近固相線時(shí)，施加的壓力使液態(tài)金屬處于過(guò)冷狀態(tài)。在大的過(guò)冷度條件下，液態(tài)金屬便能生核并長(zhǎng)大，形成晶粒的內(nèi)生長(zhǎng)，阻礙了原來(lái)(未加壓時(shí))枝晶的單向延伸，而形成等軸晶組織結(jié)構(gòu)。也避免了未加壓時(shí)先結(jié)晶區(qū)與后結(jié)晶區(qū)組織成分差異——偏析。由于結(jié)晶是在壓力下進(jìn)行的，其制件內(nèi)部組織致密，無(wú)空洞與疏松［2］。
1.2　液鍛特點(diǎn)
　　(1)液鍛模具的充填性高于固體金屬模鍛的充填性。
　　(2)液鍛件組織致密，無(wú)成分偏析，基本為等軸晶結(jié)構(gòu)，無(wú)各向異性。又因?yàn)橛需T件的基因而具有高的抗腐蝕性能。
　　(3)液鍛模具的設(shè)計(jì)，考慮了模具中氣體排出的結(jié)構(gòu)形式，而壓鑄過(guò)程由于金屬高速流動(dòng)裹入了大量氣體，不能排出而凝留于金屬之中，造成鑄件強(qiáng)度和延伸率低于液鍛件。
　　(4)密度、力學(xué)性能基本同鍛件。
1.3　液鍛必須具備的條件
　　金屬熔煉包括熔煉設(shè)備及熔煉出符合要求的高質(zhì)量液態(tài)金屬。
　　液鍛用的壓力機(jī)必須可裝置液鍛模具，操作方便，壓力機(jī)滿足液鍛的要求�，F(xiàn)代用的液鍛壓力機(jī)為多液壓缸、可數(shù)控的液鍛設(shè)備，生產(chǎn)效率高。
1.4　液鍛的分類
　　（1）固液態(tài)(半固態(tài))模鍛：把金屬毛坯加熱到似熔非熔狀態(tài)，能從加熱爐中以固體形式轉(zhuǎn)移到模鍛模具中。它具有低的變形抗力，省去了復(fù)雜的熔煉過(guò)程，接近普通模鍛，但其工藝要求較高。
　　（2）液態(tài)擠壓模鍛：液態(tài)擠壓模鍛是省力，又能生產(chǎn)出高質(zhì)量型材的工藝。該工藝是液態(tài)金屬處于準(zhǔn)固態(tài)進(jìn)入擠壓模定徑區(qū)成形。其型材質(zhì)量不低于固態(tài)金屬擠壓型材。
　�。�3）液態(tài)金屬與固體構(gòu)件組合(如雙金屬構(gòu)件)液鍛；液態(tài)金屬與高強(qiáng)度或具有其它優(yōu)良性能的長(zhǎng)、短纖維(如∶礦纖維、陶瓷纖維等)浸潤(rùn)復(fù)合模鍛或擠壓，形成一種新性能材質(zhì)的液鍛件或擠壓型材。
1.5　液態(tài)模鍛的應(yīng)用
　　(1)鋁合金液鍛。鋁合金液鍛當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛，例如∶大、中、小型柴油機(jī)活塞(裙)，小汽車摩托車零件。液鍛活塞生產(chǎn)的原因是由于亞共晶、共晶、過(guò)共晶的Al-Si合金材質(zhì)，液鍛件綜合性能超過(guò)了普通的模鍛件［3］。另外液鍛時(shí)，可以直接把耐磨環(huán)及冷卻通道埋入其中，大大地提高了活塞壽命，是普通模鍛遠(yuǎn)不能相比的。在其它一些鋁合金及其復(fù)合材料的液鍛方面，在國(guó)內(nèi)外亦有大的進(jìn)展及應(yīng)用。鋁合金屬于各種金屬材料應(yīng)用最多的。
　　(2)銅合金液鍛。銅鋅系黃銅，液鍛可細(xì)化組織，對(duì)鉛黃銅能細(xì)化質(zhì)點(diǎn)，其組織與鍛造組織很相似，無(wú)顯微空洞與疏松，而液鍛件組織中的α基體各向同性,易細(xì)化。錫青銅和鉛青銅液鍛均可獲得細(xì)小等軸晶組織［3］，是改善合金性能的重要手段。鉛錫青銅的耐磨性也得到了改善。鉛青銅及其它無(wú)鉛青銅，在壓力下結(jié)晶，改變其(α+β)共晶組織為很細(xì)的α+(α+γ)共晶相，即成為新的共晶組織(γ是固熔體，硬而脆)。壓力下，共晶體右移有利于合金塑性提高。從整體來(lái)看，壓力下結(jié)晶，可以大幅度提高力學(xué)性能。
　　(3)鑄鐵液鍛壓力下結(jié)晶，抑制石墨化，可出現(xiàn)白口。壓力下結(jié)晶會(huì)使共晶鑄鐵、過(guò)共晶鑄鐵獲得亞共晶組織或共晶組織，同時(shí)促使石墨細(xì)化，并成為蠕蟲(chóng)狀、球狀析出，有類似于球化劑的作用。鑄鐵在壓力下結(jié)晶所生成的滲碳體，在石墨化退火時(shí)，析出速度明顯增加，并生成石墨化高的石墨相［4］。在壓力下結(jié)晶可細(xì)化組織，明顯地提高其力學(xué)性能。
　　(4)鋼的液鍛。壓力下使鐵-碳平衡圖發(fā)生變化，液相線和固相線溫度升高，δ相區(qū)縮�。�3］，F(xiàn)e-Fe3C共析點(diǎn)向低溫和碳含量降低方向移動(dòng)，γ相區(qū)擴(kuò)大，α相區(qū)縮�。�5］。壓力下結(jié)晶可細(xì)化結(jié)晶組織，提高成分的均勻性，使金屬夾雜細(xì)化并分布均勻［3］。
　�。�5）其它合金液鍛。如鎂合金、鋅合金等，壓力下結(jié)晶均有細(xì)化晶粒致密組織，提高力學(xué)性能的作用。

2　國(guó)內(nèi)外液態(tài)模鍛技術(shù)

2.1　國(guó)外液態(tài)模鍛技術(shù)
　　原蘇聯(lián)40年代初就用液態(tài)模鍛生產(chǎn)銅合金軸承零件，目前，已把鋁合金、銅合金、鑄鐵、碳鋼和各種合金用于生產(chǎn)。產(chǎn)品包括2mm的薄壁件至120mm厚壁件，重量達(dá)49.5kg的碳鋼工件和320kg的有色金屬件，最大的投影面積直經(jīng)762mm。其產(chǎn)品實(shí)例有齒輪坯、活塞、軸瓦、形狀復(fù)雜的管接頭、閥門、擠奶器等。
　　日本1968年政府撥款資助廠商用液態(tài)模鍛技術(shù)生產(chǎn)大型鋁合金活塞和鋼零件。產(chǎn)品有鋁合金連桿，大型活塞(直徑400mm，高600mm)，銅制軸瓦，汽缸體，汽車輪轂等。
　　美國(guó)1969年設(shè)在芝加哥的伊利諾斯工藝所著手開(kāi)展此項(xiàng)工作［1］�，F(xiàn)產(chǎn)品實(shí)例有∶齒輪坯、齒輪箱、柴油機(jī)活塞等。美國(guó)陸軍司令部的巖島兵工廠，利用液態(tài)模鍛技術(shù)制造了M85機(jī)槍管支架和機(jī)匣底座。1972年伊利諾斯工藝研究所選用7075(我國(guó)牌號(hào)LC9)超硬鋁合金液鍛成艦用導(dǎo)彈零件，毛坯 φ168×318 mm，壁厚19 mm和“愛(ài)國(guó)者號(hào)”導(dǎo)彈的前倉(cāng)蓋。該產(chǎn)品體積大，直徑為415.3 mm，重27.4 kg。美國(guó)使用的M374迫擊炮彈體直徑81 mm，采用了液鍛，提高炮彈的殺傷力，降低了成本。由于液鍛技術(shù)的日益發(fā)展，原蘇聯(lián)利用電子計(jì)算機(jī)，振動(dòng)與超聲技術(shù)，對(duì)優(yōu)化液態(tài)模鍛技術(shù)，改善工件組織和性能起到了良好的作用。
2.2　國(guó)外液鍛復(fù)合材料的應(yīng)用
　　金屬與金屬、金屬與非金屬液鍛復(fù)合材料已得到了廣泛的應(yīng)用。日本RAT金屬工業(yè)利用液鍛鋁基陶瓷纖維材料生產(chǎn)活塞［3］，其性能優(yōu)異，應(yīng)用面廣，獲得了很高的市場(chǎng)評(píng)價(jià)。
　　液鍛復(fù)合材料在航空中的應(yīng)用:美國(guó)把液鍛復(fù)合材料技術(shù)用于F15戰(zhàn)斗機(jī)，重量減輕20%。生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片比鈦合金輕，剛性好；原蘇聯(lián)也把液鍛復(fù)合材料用于安-28，安-27飛機(jī)上；美國(guó)耗資1500萬(wàn)美元，研制了連續(xù)碳化纖維增強(qiáng)6061、2124鋁合金，分別用于戰(zhàn)斗機(jī)的垂直尾翼和翼根，其翼展為3810mm，翼根長(zhǎng)1026mm［5］。
　　液鍛復(fù)合材料在航天工業(yè)中的應(yīng)用：美國(guó)DWA公司應(yīng)用石墨纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為NASA和Lockheed公司制造衛(wèi)星上的波導(dǎo)管，其波導(dǎo)管不但軸向剛度好，而且比原有石墨/環(huán)氧-鋁層復(fù)合制造的波導(dǎo)管輕30%。除此之外還有航天飛機(jī)桁架，衛(wèi)星拋物面天線骨架等［5］。
　　液鍛復(fù)合材料在兵器中的應(yīng)用：美國(guó)ARCO公司開(kāi)發(fā)SXA材料代替ALS14410制造裝甲車履板，減輕了裝甲車重量，提高了壽命。該材料也用于導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)中儀表外殼，戰(zhàn)術(shù)坦克上的光學(xué)紅外瞄準(zhǔn)鏡部件。美國(guó)LTU公司應(yīng)用SiC/Al復(fù)合材料制造了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航板；美國(guó)海軍利用SiC/Al復(fù)合材料制造魚(yú)雷、水雷外殼等［5］。
2.3　國(guó)內(nèi)液鍛技術(shù)
　　我國(guó)液鍛技術(shù)1957年就開(kāi)始研究［1］。60年代后期，此項(xiàng)技術(shù)逐步發(fā)展并陸續(xù)用于生產(chǎn)。其產(chǎn)品有汽車活塞、齒輪坯、渦輪、電磁鐵殼體、風(fēng)扇皮帶輪、生活用的高壓鍋、拉絲機(jī)的收線盤、貨車鏟板、法蘭、電機(jī)端蓋、汽車的輪轂、模具坯等。近幾年來(lái)，在軍品中采用液態(tài)模鍛研制出了一批零件，如85mm氣缸尾翼座、迫擊炮下體等。國(guó)內(nèi)利用纖維復(fù)合材料制造不同性能要求的零件也有報(bào)導(dǎo)。例如∶雙金屬、纖維強(qiáng)化性活塞［6］，纖維復(fù)合材料模具等。我國(guó)液態(tài)模鍛技術(shù)發(fā)展較慢，與原蘇聯(lián)、日、美相比存在著較大的差距。就其液鍛設(shè)備而言，我國(guó)主要是四柱萬(wàn)能液壓機(jī)。天津鍛壓機(jī)床廠生產(chǎn)了全自動(dòng)15000kN液壓液鍛機(jī)，用于汽車鋁合金輪轂生產(chǎn)線［7］。濟(jì)南鑄鍛研究所也生產(chǎn)了一種液壓液鍛機(jī)。該機(jī)較之萬(wàn)能液壓機(jī)有了很大的進(jìn)步，增加了一些功能，但仍不能滿足液態(tài)模鍛的要求。國(guó)外已有成熟的液鍛設(shè)備。如原蘇聯(lián)有JIM型液態(tài)模鍛壓力機(jī)，其分模面為水平和垂直兩種；日本有自動(dòng)化液態(tài)模鍛壓力機(jī)；美國(guó)也研究出了3TMW式自動(dòng)化液鍛壓力機(jī)。目前，液態(tài)模鍛在我國(guó)研究投資較少，發(fā)展較慢，實(shí)際應(yīng)用不夠廣泛。

3　結(jié)束語(yǔ)

　　國(guó)內(nèi)外經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力和探索，液態(tài)模鍛工藝有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，廣泛地應(yīng)用于航天、航空、軍工、民品等方面。就其液鍛發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，它無(wú)疑是一種極有用的工藝。
　　毛坯生產(chǎn)是現(xiàn)代化工業(yè)工藝及材料研究的重要環(huán)節(jié)。液態(tài)模鍛在此方面有其特殊的魅力。因而液態(tài)模鍛技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。液態(tài)模鍛在我國(guó)應(yīng)用較少，原因有認(rèn)識(shí)問(wèn)題及投資問(wèn)題，希望今后應(yīng)重視研究和應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介：趙恒義(1956-)，男，陜西乾縣人，高級(jí)工程師。
趙恒義（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）
周天西（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）
袁燕（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所， 陜西 興平 713102）

參考文獻(xiàn)：
［1］　上海交通大學(xué)鍛壓教研室.液態(tài)模鍛［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1981.
［2］　 陳炳光.液態(tài)金屬模鍛模具設(shè)計(jì)［M］.武漢：華中理工大學(xué)出版社，1989.
［3］　齊丕驤.擠壓鑄造［M］.國(guó)防工業(yè)出版社，1984.
［4］　羅守靖等.鋼質(zhì)液態(tài)模鍛［M］.哈爾濱工業(yè)出版社，1990.
［5］　 劉政等.國(guó)外鋁基復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用［J］.輕合金加工技術(shù)，1994，(1 ):7.
［6］　 李敏娜.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用纖維強(qiáng)化活塞［J］.輕合金加工技術(shù)，1992，（3）.
［7］　羅相繼.擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］.中國(guó)鑄造裝備技術(shù)，1999，(2): 3.

  本文關(guān)鍵詞：擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：237352