CN101468373B - 自加热式合金薄板超塑气胀成形模具 - Google Patents

Abstract

自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，目前镁合金板材超塑气胀成形的成形温度较高、设备依赖性强，设备体积庞大且造价昂贵。自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括：模具(1)，模具包括具有凸缘的加热腔体(2)，加热腔体上依次连接具有凸缘和多圈密封槽的座板(3)、超塑合金板件、具有倒角且型腔可变的成形模具(4)、厚度可调的垫块(5)，模具四周与上方连接石棉绝热层(6)，加热腔体内部装有加热电阻丝(7)，加热电阻丝固定于金属导线(8)上，金属导线嵌入所述的加热腔体中的石棉块(9)中，座板具有胀形孔(10)，胀形孔连接进气管(11)，成形模具连接热电偶(12)。本产品用于超塑合金薄板的气胀成形。

Description

自加热式合金薄板超塑气胀成形模具

技术领域：

本发明涉及一种自加热式合金薄板超塑气胀成形模具。 

背景技术：

镁合金是目前工程应用中密度最轻的金属结构材料，也是21世纪最有发展前景的金属之一，以其优良的性能得到广泛关注。目前镁合金板料的超塑气体胀形技术是一个比较新颖而尚未成熟的技术。镁合金板料的超塑气体胀形具有强度刚度性能好、成形性能好、精度高、工序简单、操作方便等优点，但由于镁合金板材超塑气胀成形的成形温度较高、设备依赖性强，加上设备体积庞大且造价昂贵，因而大大限制了人们对镁合金板材超塑气胀成形的实验研究，造成目前对镁合金板材超塑气胀成形的研究大多借助于数值模拟分析而难以实验分析。 

发明内容：

本发明的目的是提供一种自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，采用内置高温加热元件对合金薄板和模具进行加热，加热效率高，使用安全。 

上述的目的通过以下的技术方案实现： 

自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括：模具，所述的模具包括具有凸缘的加热腔体，所述的加热腔体上依次连接具有凸缘和多圈密封槽的座板、超塑合金板件、具有倒角且型腔可变的成形模具、厚度可调的垫块，所述的模具四周与上方连接石棉绝热层，所述的加热腔体内部装有加热电阻丝，所述的加热电阻丝固定于金属导线上，所述的金属导线嵌入所述的加热腔体中的石棉块中，所述的座板具有胀形孔，所述的胀形孔连接进气管，所述的成形模具连接热电偶。 

所述的自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，所述的座板密封槽内装有石棉密封圈，所述的成形模具倒角端连接超塑合金板件。 

一种使用所述的自加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法，将 压力机压头压紧垫块并接通电源，加热至300-320℃，保温20-30分钟，将进气管连接到氮气瓶上，打开气瓶阀门，调整初始气体压力为0.1Mpa，按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升高至1Mpa，试样无破坏则保压15分钟，最后取出试样。 

本发明的有益效果： 

1.本模具采用内置高温加热元件对合金板和模具进行加热，并用独特的多圈密封结构和孔形进气结构保证实验的可靠性和合理性，同时，在模具周边采用硅酸盐石棉隔热材料，保证了加热的效率，模具的一侧装有热电偶，方便了在实验过程中对温度的监控。座板和加热腔体的凸缘能够在放置模具时起到定位作用。 

2.模具小巧轻便，成本低，灵活性高，方便安全。 

3.加热效率高，加热范围大，可广泛用于各种超塑合金板材。 

4.模具结构简单，模具型腔的形状可根据实际需要进行调整，达到成形工件、胀形实验及材料性能测试等多重功效。 

5.可操作性强，配以温控设备和压力控制设备可以实现复杂的温控需求和成形加压需求。 

6.进气孔位于座板上，其分布和数量可以随具体需要进行调整。 

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。图中箭头所示为压力机压头方向。 

附图2是成形模具倒角端的示意图。 

具体实施方式：

实施例1： 

自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括：模具1，所述的模具包括具有凸缘的加热腔体2，所述的加热腔体上依次连接具有凸缘和多圈密封槽的座板3、超塑合金板件、具有倒角且型腔可变的成形模具4、厚度可调的垫块5，所述的模具四周与上方连接石棉绝热层6，所述的加热腔体内部装有加热电阻丝7，所述的加热电阻丝固定于金属导线8上，所述的金属导线嵌入所述的加热腔体中的石棉块9中，所述的座板具有胀形孔10，所述的胀形孔连接进气管11， 所述的成形模具连接热电偶12。 

实施例2： 

实施例1所述的自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，所述的座板密封槽内装有石棉密封圈13，所述的成形模具倒角端连接超塑合金板件。 

实施例3： 

利用实施例1或者实施例2使用所述的自加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法，将压力机压头压紧垫块并接通电源，加热至300-320℃，保温20-30分钟，将进气管连接到氮气瓶上，打开气瓶阀门，调整初始气体压力为0.1Mpa，按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升高至1Mpa，试样无破坏则保压15分钟，最后取出试样。 

断开电源，并闭气瓶阀门，取出热电偶，打开模具周围的石棉层环套使模具冷却，然后取出成形件。 

压边、密封结构中所用密封材料为石棉垫圈，加热腔体内部装有加热电阻丝，电阻丝采用并联方式固定在具有一定强度的金属导线上，同时金属导线被嵌入放置在石棉块中，通过石棉块将导线和电热电阻丝固定在加热腔体中。 

胀形用气体为氮气或惰性气体，气体用带有气压计和安全阀的气瓶盛装。 

Claims (2)

1.一种自加热式合金薄板超塑气胀成形模具，其组成包括：模具，其特征是：所述的模具包括具有凸缘的加热腔体，所述的加热腔体上依次连接具有凸缘和多圈密封槽的座板、超塑合金板件、具有倒角且型腔可变的成形模具、厚度可调的垫块，所述的模具四周与上方连接石棉绝热层，所述的加热腔体内部装有加热电阻丝，所述的加热电阻丝采用并联方式固定于金属导线上，所述的金属导线嵌入所述的加热腔体中的石棉块中，所述的座板具有胀形孔，所述的胀形孔连接进气管，所述的成形模具连接热电偶，所述的座板密封槽内装有石棉密封圈，所述的成形模具倒角端连接超塑合金板件。

2.一种使用权利要求1所述的自加热式合金薄板超塑气胀成形模具进行加工的方法，其特征是：将压力机压头压紧垫块并接通电源，加热至300-320℃，保温20-30分钟，将进气管连接到氮气瓶上，打开气瓶阀门，调整初始气体压力为0.1Mpa，按规定加压曲线规律进行加压，气体压力逐渐升高至1Mpa，试样无破坏则保压15分钟，最后取出试样，胀形用气体为氮气或惰性气体，气体用带有气压计和安全阀的气瓶盛装。

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