热金属高温气胀控形控性一体化技术及装备简介:
热金属气胀成形技术是在超塑性成形、吹塑成形以及液压成形基础上发展起来的一种可实现同步控形控性的新型内高压成形技术。
与液压成形工艺相比,该技术有如下显著特点:(1)由于采用高温热成形(钢铁材料气压胀形温度可超过900oC);突破了材料常温成形性能的局限,部分材料的伸长率可超过100%,从而可生产形状更为复杂的零件;(2)气体热成形最高气压不超过70MPa,仅为液压胀形的2%~5%;(3)生产效率高,加热时间5~12s,成形时间可不超过10s;(4)成本较低,设备投资和能源消耗约为液压成形的1/2。并且,利用这一工艺也可实现与热冲压工艺类似的同步热处理效果,也就是说可以在高温气压胀形后短时间内实现管材等制品的淬火等热处理,从而在保证制品外形精确度的同时还能够获得足够高的强度。因此,在汽车制造业、航空业等诸多领域对该工艺的重视程度越来越强而有望超越常规金属成形工艺,成为用于车身、底盘构件及复杂钢结构件的新一代成形工艺。该工艺整体上涵盖如下工艺流程:
预热→合模→加压(补料)→保压成形
针对热金属气压胀形工艺,其工艺优势可总结为如下几点:
● 可成形小圆角半径成形 → 提升模具设计自由度
● 成形复杂截面构件
● 大的成形极限(高延伸率)
● 成形薄壁及厚壁管件
● 适用于各种金属材料
● 设备小型化(成形力小)
● 工具费用低
市场前景预测:
在汽车制造领域,车身构件有46%为封闭截面的高强度钢薄壁异型钢管,通过高温快速气胀成型技术的应用,将极大降低这种类型构件在原来焊接过程中出现的折边和凸缘,单此一项可使零件减重14%,实现总燃油节省7%~10%。其带来的经济效益和社会效益极其可观。因此,该项工艺技术有望超过常规金属成型工艺,成为用于超轻车体计划中车身,底盘等诸多构件的新一代成型工艺。该项目实施后,首先在国内建成首条具有产业效应的高强钢中空结构件的气胀成形制造示范生产线,完全替代现有冲压 焊接方式生产的中空结构件、尤其是高强钢中空结构件产品。并且提供包括高强钢、钛合金结构件在内典型样品,同时与相关厂家合作开发多元化产品,在此基础上,逐渐成为国内唯一能够提供整条高温气胀成形工艺方案及系统装备的设计单位。
项目投产后,预计单条产线可年产高强钢中空结构件86.4万件,年销售收入不低于1.7亿元,利润额可达3230万元/年,年缴利税约1758万余元。