精密成形工程

作者：刘亚刚, 胡奖品, 吴晓成, 彭文飞, 冯光明, 邵熠羽, 张福鑫, 高英豪

单位：1.宁波力劲科技有限公司,浙江 宁波 315800; <br>2.宁波大学 a.机械工程与力学学院 b.浙江省零件轧制成形技术重点实验室,浙江 宁波 315211; <br>3.宁波力劲塑机智造有限公司,浙江 宁波 315807; <br>4.浙江省特种设备科学研究院,杭州 310020

关键词：衬套外管,挤压铸造,A356铝合金,挤压速度,数值模拟

基金：国家自然科学基金（52075272）; 宁波市重点研发计划暨&#x0201c;揭榜挂帅&#x0201d;项目（2023Z037）

目的 解决传统锻造成形工艺（生产效率低、后续加工量大、成本高）和低压铸造成形工艺（压力不足、成形缺陷多、力学性能差）在铝合金衬套外管制造中的技术瓶颈,提出挤压铸造成形新方法。方法 基于ProCAST数值模拟与挤压铸造实验平台,研究不同挤压速度对A356铝合金衬套外管成形质量的影响,结合扫描电镜及力学性能测试,揭示工艺参数-微观组织-宏观性能的关联机制。结果 当挤压速度为0.4 m/s时,铸件内部有缩松缩孔,且经过T6热处理后,缩松缩孔位置出现鼓包,此时屈服强度为231.59 MPa,抗拉强度为280.68 MPa,延伸率为4%。当挤压速度降低至0.3 m/s时,铸件内部缩松缩孔基本消失,屈服强度达到255.89 MPa,抗拉强度达到327.91 MPa,延伸率达到13.6%,较0.4 m/s工况下分别提升了10.5%、16.8%和2.4倍,并达到屈服强度&#x02265;250 MPa、抗拉强度&#x02265;310 MPa、延伸率&#x02265;9%的力学性能要求。微观组织显示,与挤压速度0.4 m/s相比,0.3 m/s工况下&#x003b1;-Al基体晶粒尺寸更小,且分布更为均匀细化,Al-Si共晶相更细化且分布更均匀,韧窝密度更大,而0.4 m/s工况存在粗大Al-Si相和孔洞缺陷,会因为Al-Si相的不均匀分布以及孔洞分布而更容易产生应力集中和裂纹扩展现象。工艺优化后,综合合格率达97.5%。结论 挤压速度0.3 m/s可显著提升衬套外管的成形质量与力学性能,其强化机制归因于细晶强化与缺陷抑制的协同作用,优化后的工艺满足工程应用需求,为高强铝合金复杂构件成形提供了新策略。

来源：2026年第1期

《精密成形工程》期刊编辑部

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