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上海市汽車工程學(xué)會
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RHEO超低速高壓力半固態(tài)成型設(shè)備，為高性能成形提供新范式
當(dāng)下，高端鋁合金件市場需求快速攀升，輕量化、高強(qiáng)度與復(fù)雜集成成為主流方向。然而，傳統(tǒng)壓鑄在應(yīng)對高力學(xué)性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)及熱處理需求時(shí)，始終受困于氣孔、縮松與不可熱處理的痛點(diǎn)，使鋁合金的輕量化優(yōu)勢難以在高端場景中充分釋放。
伊之密RHEO超低速高壓力半固態(tài)成型設(shè)備，正是為此而生。從不同客戶端的驗(yàn)證，到客戶大批量的生產(chǎn)多類型產(chǎn)品的應(yīng)用落地，RHEO系列已從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)一線，以扎實(shí)的技術(shù)積淀與卓越的成形表現(xiàn)，贏得越來越多行業(yè)客戶的信任與選擇。
「破局」
從高速紊流到低速層流，重構(gòu)充填補(bǔ)縮邏輯
傳統(tǒng)壓鑄的局限性，根源在于其充填機(jī)理與凝固特性之間的矛盾。對于厚壁、高力學(xué)性能要求且需熱處理的零部件，這一矛盾尤為突出。
高速充填帶來的紊流效應(yīng)，使金屬液在型腔中劇烈翻滾，氣體被裹挾卷入，形成氣孔缺陷；而厚壁區(qū)域凝固緩慢，補(bǔ)縮通道過早閉塞，又極易產(chǎn)生縮松縮孔。更關(guān)鍵的是，這兩類缺陷在后續(xù)T6熱處理的高溫固溶階段，會因內(nèi)部氣體膨脹而引發(fā)零件表面起泡、變形。
半固態(tài)成形則從機(jī)理上重構(gòu)了充填與補(bǔ)縮的邏輯——利用金屬在固液共存態(tài)下的特殊流變行為，以低速層流充填替代高速紊流，鋁液平穩(wěn)推進(jìn)、有序排氣的過程中，氣體裹挾被最大程度抑制；與此同時(shí)，增壓階段施以很大比壓壓力，對厚壁區(qū)域?qū)嵤?qiáng)制補(bǔ)縮，將凝固收縮缺陷消弭于無形。
這一“抑氣”與“強(qiáng)補(bǔ)”的組合，使原本不可熱處理的壓鑄件具備了T6強(qiáng)化的可能，也使其從普通結(jié)構(gòu)件躍升為能夠承載高負(fù)載、高氣密性要求的關(guān)鍵部件。
「蛻變」
從理論到裝備，實(shí)現(xiàn)壓射過程的精準(zhǔn)協(xié)同
半固態(tài)成形的技術(shù)難度，在于如何將漿料的流變特性轉(zhuǎn)化為可控的工藝參數(shù)——這需要裝備對速度、壓力、位置三者實(shí)現(xiàn)毫秒級的精準(zhǔn)協(xié)同。
“RHEO系列的核心，在于實(shí)現(xiàn)了半固態(tài)漿料的‘穩(wěn)’與‘強(qiáng)’。”伊之密壓鑄機(jī)事業(yè)部半固態(tài)鋁合金產(chǎn)品經(jīng)理王才華先生解釋道。
“穩(wěn)”體現(xiàn)在其搭載的智能壓射系統(tǒng)，采用多段閉環(huán)控制技術(shù)，低速實(shí)現(xiàn)10段精確控制，確保最大壓射速度≤4m/s，全閉環(huán)控制，系統(tǒng)壓力21MPa，且壓射過程可通過自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。低啟動(dòng)沖擊有效降低卷氣，保證鑄件質(zhì)量。
“強(qiáng)”則源于強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)壓射力，配合高響應(yīng)伺服驅(qū)動(dòng)與可編程壓射曲線，輕松應(yīng)對復(fù)雜、厚件、薄壁結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)需求，確保鋁液在模具型腔中均勻填充，進(jìn)一步提升了鑄件的完整性和一致性。
基于LEAP技術(shù)平臺與ORCA智能控制系統(tǒng)，RHEO實(shí)現(xiàn)了精密超低速、高壓力、半固態(tài)成形。設(shè)備搭載高響應(yīng)伺服驅(qū)動(dòng)，鎖模力覆蓋3800kN-25000kN(25000kN以上可定制)，一次成形即達(dá)卓越品質(zhì)。
「實(shí)證」
從微觀組織到宏觀性能，驗(yàn)證工藝核心價(jià)值
半固態(tài)成形的價(jià)值，最終要在零件的微觀組織與宏觀性能上接受檢驗(yàn)。
以汽車后處理支架為例，以汽車后處理支架為例，該件厚度達(dá)20多毫米，經(jīng)RHEO設(shè)備成形后，內(nèi)部無氣孔、無縮孔，材質(zhì)組織均勻。經(jīng)T6熱處理后，力學(xué)性能表現(xiàn)優(yōu)異：抗拉強(qiáng)度320兆帕以上，屈服強(qiáng)度260兆帕以上。這一數(shù)據(jù)意味著，RHEO產(chǎn)出的厚壁鋁合金件，其強(qiáng)度指標(biāo)已全面超越普通壓鑄件的性能水平。
剎車卡鉗則是另一維度的驗(yàn)證——該產(chǎn)品壁厚較大且對氣密性要求極高，任何微小的氣孔都可能導(dǎo)致制動(dòng)液泄漏或壓力衰減。借助RHEO的超低速高壓工藝，成品內(nèi)部組織均勻，無氣孔、縮孔問題，順利完成T6熱處理且表面無氣泡。
“這意味著我們的設(shè)備不僅能做厚，還能做精，為高端制動(dòng)系統(tǒng)提供了可靠的鋁合金替代方案。”王才華先生強(qiáng)調(diào)，即使是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的進(jìn)澆口厚大區(qū)域，經(jīng)CNC加工后依然無氣孔、砂孔等瑕疵，進(jìn)一步印證了工藝的穩(wěn)定性和可靠性。
「升維」
從單點(diǎn)突破到系統(tǒng)替代，賦能輕量化未來
RHEO系列的價(jià)值，不止于解決“厚壁件怎么做”的單一問題，更在于其打開了一條從傳統(tǒng)工藝向先進(jìn)成形全面躍遷的通道。
從替代能力來看，RHEO系列成形品類覆蓋廣，可替代重力鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造對應(yīng)的各類產(chǎn)品，且性能顯著提高，部分產(chǎn)品可直接替代鍛造件，屬于高性能成型設(shè)備。這意味著，企業(yè)在保持同等性能水平的前提下，能夠獲得更高的材料利用率、更短的加工周期和更低的綜合成本。
在應(yīng)用領(lǐng)域，RHEO系列以汽車零部件為核心，同時(shí)向通訊器材、騎行裝備(自行車油壓、油剎系統(tǒng))等領(lǐng)域拓展。傳統(tǒng)同類產(chǎn)品多采用鑄鐵或砂型鑄造，重量大、能效低。使用RHEO生產(chǎn)鋁合金件，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化、減重升級，完美契合新能源汽車與交通出行領(lǐng)域的輕量化剛需。
“RHEO系列讓企業(yè)不再受制于傳統(tǒng)工藝的缺陷，能夠大膽采用更輕、更強(qiáng)、更可靠的結(jié)構(gòu)方案，這是對產(chǎn)品競爭力的實(shí)質(zhì)性賦能。” 王才華先生強(qiáng)調(diào)，“在輕量化浪潮席卷全球制造的今天，RHEO系列以超低速的沉穩(wěn)與高壓力，將半固態(tài)成形的理論優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為每一件可觸摸、可檢測、可熱處理、可焊接的高品質(zhì)鋁合金零件。”
* 數(shù)據(jù)為特定測試條件取得，實(shí)際或有差異，僅供參考，不作為承諾。
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