履帶用鋁合金板成形技術研究

     履帶關系到整車的作戰能力,并占整車比重較大,履帶重量太大會使車輛加速性能下降,增大燃料損耗,縮短車輛懸掛裝置的使用壽命，履帶板是履帶的核心部件,其作業環境惡劣,直接與路面接觸,經受扭壓、彎曲等作用力,因此對履帶板的力學性能、斷裂性能等綜合性能要求較高。近年來,鋁合金以及鋁基復合材料因其密度低,具有優異的綜 合性能,在航空、裝甲車輛等領域應用前景良好。

 一、履帶鋁合金板化學成分     

履帶用鋁合金板為高性能鋁合金,即由高純 Al( 99. 99%,質量分數,下同)、高純 Zn( 99. 9%)、高純 Mg( 99. 9%)及 Al-50%Cu、氟鋯酸鉀等原料,以 Al-Ti-B 中間合金為細化劑,在坩堝燃油爐中配制而成，其合金成分如下：

 通過對合金成分、氧化膜、低倍組織、高倍組織 和氫含量的分析測試,鑄錠滿足檢驗要求,且組織和成分優異,說明本研究已經攻克了高合金濃度大規格鑄錠的制備技術,鑄錠合格率可以達到80%。 

二、履帶鋁合金板擠壓帶板設備

擠壓帶板的制備采用正向擠壓機,擠壓出截面尺寸為300mm ×50mm的矩形帶板擠壓材,再將擠壓帶板切頭去尾,并對每根擠壓材的頭尾取低倍進行復驗,直至低倍符合要求再按尺寸下料進行鍛造。

三、履帶鋁合金板組織分析 

履帶鋁合金板用模鍛件的金相組織：履帶板板體模鍛件熱處理后晶粒為拉長的變形組織,組織發生了明顯的回復再結晶，擠壓帶板中的晶粒組織分布均勻平行于擠壓方向,在經過鍛造變形后,晶粒組織流線方向發生了變化,由于變形不均勻導致晶粒的組織形貌也分布不均,同時鍛造過程中外部應力殘 留在組織中,為晶?；貜驮俳Y晶提供了驅動力。為了提高強度,選用了較高的淬火溫度,保溫時間也比較長給組織的回復再結晶創造了條件。在晶界處還可以發現有數量較多的未溶第 2 項粒子,這主要是因為合金鑄錠的尺寸較大,在凝固過程中有大量的溶質原子富集在晶界處形成低熔點共晶化合物, 在鍛造和后續的熱處理回溶一部分,但還是有一定的殘留相。

        經過研究初步確定了合金的典型成分,熔鑄工藝、擠壓工藝、鍛造工藝、熱處理工藝與表面熱處理工藝,測試了履帶 板模鍛件在T6 熱處理狀態下的力學性能和組織分析，項目的工藝技術路線可行,滿足項目各項指標 要求,并得到如下結論。 

1)本項目采用的鋁合金具有高強度、良好的強 韌匹配性能,適合生產此類的尺寸較小的板體鍛件。 

2)履帶板模鍛件經過 T6 峰值時效處理后具有 Z高的強度,材料的抗拉強度、屈服強度分別為 689 和 673MPa,延伸率為 11. 0%。 

3)本研究中采用精密等溫模鍛與先進的模具設 計技術將耐磨鋼與鋁合金一次鍛造成形,實現了鋼鋁復合鍛造,解決了鋁合金耐磨性差的問題,該項技術在國內尚屬首例,處于絕對領先地位，鋼鋁結合界面屬于物理結合,界面結合力是否滿足要求需要 跑車試驗驗證,也可以通過更改鋼鋁結合設計來提高結合強度,提高耐用壽命與性能。 

4)本項目已經完成了履帶板板體鍛件的初步研究工作,具備該產品的批生產能力。本文來源于：《新技術新工藝》