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6082铝合金散热器精锻工艺分析及模具设计

阮湖斌;胡道春;罗泽威;葛斌超

【摘要】分析了汽车用6082铝合金散热器的精锻成形工艺,利用Deform-3D软

件对其成形过程进行模拟,结合成形过程中金属的流动规律分析,提出合理的模具设

计方案.经试模生产验证,该工艺方法合理,产品质量稳定.

【期刊名称】《锻压装备与制造技术》

【年(卷),期】2016(051)002

【总页数】3页(P101-103)

【关键词】精锻工艺;6082铝合金;Defom-3D;模具;散热器

【作者】阮湖斌;胡道春;罗泽威;葛斌超

【作者单位】台州职业技术学院机电工程学院,浙江台州318000;台州职业技术学

院机电工程学院,浙江台州318000;台州职业技术学院模具研究所,浙江台州

318000;台州职业技术学院机电工程学院,浙江台州318000;台州职业技术学院机

电工程学院,浙江台州318000

【正文语种】中文

【中图分类】TG319

轻质材料在汽车上的应用是实现汽车轻量化的重要途径，并推动了汽车轻量化进程。

其中，铝合金具有密度小、比强度和比刚度高、抗冲击性良好、耐腐蚀、耐磨及较

高的再生性等特点，被世界各国公认为促进汽车轻量化的最有效轻质材料之一[1，

2]。增加铝合金零件在轿车中零部件的比重，能显著减轻汽车自重、降低能源消耗，

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从而减轻对大气的污染、改善环境质量，带来巨大的经济和社会效益。据统计，铸

铝在汽车上的使用量最多，占铝合金零件总质量的80%以上[3]。而受汽车技术、

材料技术等的制约，铝合金锻件在汽车上的应用受到限制。汽车性能的不断提高对

零件力学性能的要求也越来越高。具有比强度高、热锻时不氧化、表面光洁等优点

的锻造铝合金在汽车上的应用逐渐扩大，如汽车安全气囊气体发生器壳体、压盖零

件、汽车空调压缩机的活塞尾、活塞体、汽车轮毂、悬挂系统等零部件，为保证其

综合力学性能（如晶粒度、强度、硬度和金属流线分布等要求）且获得更多减重空

间，要求用精锻工艺生产。

铝合金在锻造过程中，由于材料本身锻造温度范围窄，成形流程长，成形过程易出

现充不满、折叠、穿筋等缺陷，同时变形温度、变形速度、变形程度等参数都会对

锻件的组织性能产生影响，进而影响锻件的机械性能[4-6]。对铝合金精锻成形进

行有限元仿真，可获得精锻全过程的应力应变分布、金属流动规律、成形载荷、几

何尺寸变化及锻件质量缺陷等信息，通过这些信息可对铝合金精锻工艺和模具设计

进行评判和预估，为成形方案拟定和工艺参数优化提供参考。

图1所示6082铝合金散热器，是配合德国博世汽车部件有限公司产品开发而研制

的精密铝锻件，外形轮廓复杂，有局部细小凸台和薄壁边缘等外形突变等特征，常

采用铸造工艺完成。采用传统的铸造工艺生产铝合金散热器，其铸件的疏松、缩孔、

偏析等缺陷降低了零件性能[7]，故宜采用精锻工艺生产。

传统的铝合金锻造工艺为：下料-加热-镦粗-预锻-终锻-切毛边-机加工。但实践证

明，预锻型槽中的金属充填情况与坯料大小、温度和型槽磨损等诸多因素有关，造

成预锻和终锻两个型槽之间很难配合适宜，常常会造成终锻时充填不满或形成折叠

等质量缺陷。因此，对于这种复杂形状的锻件，采用预锻反而会造成一些不必要的

成形质量问题；若取消预锻工序，终锻时材料体积变形剧烈又将带来锻压载荷过高

的困扰。针对该精锻件的结构特点，改进的工艺采用将镦粗和预锻工序合并，在镦

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粗工序