凸
式
冲
头
加
压 凹
式
冲
头
加
压
液态模锻工艺方法选择
壁厚差别大的零件 壁厚均匀的零件 形状复杂的零件
正挤压液锻 反挤压液锻 复合挤压间接液锻
六、液态模锻成形方式选择原则
杯形件 小型，形状复杂
凸式冲头 上端面有凸台并带有内腔和孔
间接液态模锻
复合式冲头
六、液态模锻凹模结构形式
六、液态模锻凹模结构形式
七、液态模锻工艺基础
四、液态模锻工艺
1、液锻的工艺特点
已凝固金属在压力作用下产生少量塑性变形， 制件轮廓清晰，性能介于锻件和铸件之间
液锻件性能远高于铸件； 整体性能接近锻件， 但能成形较复杂形状的制件， 且省力1/5以上。
• 金属始终在压力下完成凝固、结晶。好处： 强制补缩，防止出现缩孔缩松
压力直接作用在金属液面上，压力利用率高
使散热进一步加强，结晶进程加快。 结晶过程中形成的微小空隙得到充分的合金液补缩。 压力下结晶，获得组织致密、晶粒细小的组织。 合金液收缩和凝固，液面下降，凸模要下移h1距离。
壳层在较大温差下迅速结晶形成，壳体较薄，尚未有枝晶
形成，组织致密、晶粒细小，性能高。 P0/ P（0 液锻力），仅起
压平液面的作用，其在合金液内部产生的压强（比压力） p/
近似为0。
压平后的液面高度
H0
V液H 0
A0
V液 A0
液态模锻工艺基础
P 凸第模二接阶触段液－面压后力，下液结锻晶力从P0’～P0，0/ 在其P0内部产生压强p，
金属的成形（成型）方法
差压铸造设备及成形示意图
铸造成形方法
机械 加工
有切削， 材料有损耗
能够成型较复 杂形状的零件
材料加工工程通常指 金属通过液态流动成型 或通过固态塑性变形获 得近净金属零件的成形 （成型）方法，即铸、 锻、焊，特点少无切削。
成本低
铸造 成形
适用于流动性 好的金属材料
零件内部易产 生缩孔、疏松 等缺陷，一般 不能热处理， 强度、塑性低
塑性成形方法
优点 塑性成形方法
缺点
零件组织致密，强度、 塑性高
高质量的零件表面和尺 寸精度
不能成形较复杂外形状 的零件
受施压和取件的约束， 只能成形与施压方向一 致，简单形状的内孔， 不能成形零件的侧内孔
相对铸造成型，成本较 高
金属的成形（成型）方法
模锻视频
金属体积成形方法分类
二、液态模锻成形技术的发展概况
液态模锻成形
我国自1958年就开始进 行液态模锻的研究工作
70年代，此项工作发展 得更快些，采用这项工 艺制成了大型铝合金活 塞，镍黄铜高压阀体， 气动单龙组合的仪表外 壳和铜合金蜗轮等产品
60年代中期己用于铝合 金仪表零件等生产
80年代以后，该工艺又得到较大 发展，以钢平法兰为代表的黑色 金属液态模锻技术进入生产应用
五、液态模锻分类
1、按金属流动方式
（1）静压液锻
合金液不产生大量的流动，液锻形状主要靠浇注时定 型。压力的作用主要是加速（影响）合金液的凝固并产 生塑性变形。分单、双向静压液锻。
单向液锻 h/d≤5 双向液锻 h/d>5
液态模锻分类 （2)挤压液锻
液锻时，浇入的合金液在凸模作用下迅速流动、充型，接 着在高压下凝固和产生少量的塑性变形 （1）正挤压液锻。 （2）反挤压液锻。（3）复合挤压液锻。
正挤压液锻
反挤压液锻
态模锻分类
复合挤压液锻 挤压液锻的特点：
在压力下充型的合金液流动好，较易获得轮廓清晰、 表面光洁的制件，初生的树枝晶在流动中破碎形成大量 的晶核，可获得细晶组织，最后在高压下凝固核塑性变 形，产品组织致密，性能高。
液态模锻分类
（3）间接液态模锻
合金液在压力作用下，通过内浇道压入型腔、充 型、凝固，获得产品的液锻方式，叫间接液锻。
液态模锻与常规模锻的区别
毛坯与模膛形状基本一致，塑性变形量 小，不会产生锻造流线 适于成形复杂形状，且所需设备吨位大 幅度降低
液态模锻的适用范围
各种金属、非金属、复合材料 有色金属取得广泛应用（尤其铝合金） 特别适合于纤维或颗粒增强复合材料 适用于复杂形状、对力学性能有一定要 求的零件 壁厚不能太薄，也不能太厚（5~50mm）
液态模锻技术
前苏联1937年
应用于军事及高科技范围 金属构件的制造
该工艺属铸、锻结合工艺，原从事锻压专业的学者称其 为液态模锻,从事铸造专业的人命其名为挤压铸造, 但其内容是一致的
液态金属在模具中经过加压成型,结晶凝固。因而它与铸 锻有着不可分离的“血缘关系”。液态模锻是一种省力、 节能、材料利用率高的先进工艺。液锻件一般很接近工 件最终加工尺寸,质量高,因而为越来越多的国家的学者 和厂家接受和应用。
• 与铸件比无浇道系统和冒口，节材10％以上。 与锻件比无飞边。
• 能成形复杂制件，主要靠流动成形，对模具磨 损小
• 模具工作温度高，成形黑色金属时寿命短
液态模锻与压铸的区别
液态金属注入模腔的方式不同 低速浇入，排气良好 压力传递方式不同 压力直接作用并始终保持 组织性能不同 组织细密，力学性能提高
与立式压铸相似，不同点：浇道短、截面大 ，充型速度低，保压时间长，能生产壁厚较 大、形状复杂的产品，充型时不会有气体卷 入。
加压前
加压后
平冲头间接加压
液态模锻分类
平
2、按加压冲头形状分
冲 头
类
直
（1)平冲头加压
接
加
压
实心制件
平
冲
头
间
接
加 压
加压前
加压后
平冲头间接加压
通孔制件
液态模锻分类
（2）异形冲头加压
领域。
液态模锻成形
液态模锻工艺过程是将液态金属直接浇到模具型 腔，然后在较高压力下使其迅速充满型腔，凝固 并产生少量的塑性变形，从而获得轮廓清晰，表 面光洁，尺寸精确、晶粒细小、组织致密、机械 性能优良的制件。
金属熔炼 模具准备
浇注
液锻
脱模
模具复位，喷涂料
产品
三、液态模锻工艺流程
熔化
浇注
顶出
加压
1.液锻过程
（1)静压液锻过程
分四个阶段： 第一阶段－结壳
液态金属浇入模具后，由于具有一定粘度，液面呈现 凸、凹不平，在静压力作用下迅速压平；合金液在低温 模壁强烈散热作用下沿模壁迅速结晶（凝固），形成外 壳；随时间增长，外壳层不断增厚，固液相间的温差不 断减小，结壳速度逐渐减慢。
液态模锻工艺基础
液态模锻
一、金属的成形（成型）方法
金属坯料
机械加工 焊焊接接 凝固成形 塑性成形
重力铸造 差压铸造 离心铸造 压力铸造
砂型 金属型 熔模
体积成形
板材成形
锻造 挤压 轧制 粉末
冲压 旋压 电磁 内高压
自由锻
模锻
金属的成形（成型）方法
压力铸造设备及成形示意图
金属的成形（成型）方法
离心铸造设备及成形示意图