CN104942038A - 一种镁合金板的复合成形工艺及其夹具 - Google Patents

Abstract

一种镁合金板的复合成形工艺及其夹具，包括加工铸坯—碾平—热轧—热处理—机加工；首先将镁合金熔化，将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体的铸坯周围四条边等厚；然后将中空四面体的铸坯碾平后放在热轧机上热轧成镁合金板；液态模锻铸坯，能够形成均匀致密的坯料；中空结构能有效的减少热轧次数，提高了生产效率和降低了生产成本；四面体结构，能够有效的保证热轧后合金板的边界质量，减少后续的机加工工序；且该工艺不受镁合金板尺寸的限制，由于坯料的高度对称性，在热轧过程中，保证了受力均匀，提高了板材成材率。

Description

一种镁合金板的复合成形工艺及其夹具

技术领域

本发明是一种金属板的成形工艺及其夹具，尤其是一种镁合金板的复合成形工艺及其夹具，主要用于镁合金板的生产。

背景技术

镁合金具有密度小、比强度高、比弹性模量大，散热好，减震性好；主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门；随着电子、汽车产业的发展，镁合金板也得到了广泛的应用，例如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳、手机、笔记本边框等。

现有技术中，镁合金板的制造主要采用轧制方法，而轧制的坯料一般采用铸造的实心坯、挤压坯或锻坯。

对于采用铸造的实心坯一般先经过机加工，然后再轧制；由于镁合金的塑性较低，每次轧制的变形量小，加上实心坯一般厚度比较大，轧制工序经过多次，加工效率低，且最后得到的合金板厚度不好保证，边界尺寸不规则。对于采用挤压坯或锻坯，其与铸坯相比，已经过一次塑性变形，轧制的工序次数减少，但合金板的各向异性问题难以解决。

发明内容

本发明的目的是为了解决镁合金板轧制加工效率低、表面质量不稳定、边界尺寸不规则的技术问题而提出了一种镁合金板的复合成形方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种镁合金板的复合成形工艺，包括熔化镁合金—加工铸坯—碾平—热轧—热处理—机加工；首先加工铸坯，将镁合金熔化，将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体的铸坯周围四条边等厚；然后将中空四面体的铸坯经碾平后放在热轧机上热轧成镁合金板；将热轧后的镁合金板经过热处理，最后经过机加工，加工为成品。所述中空四面体铸坯周围四条边的厚度有镁合金成品的厚度决定；铸坯的质量直接影响镁合金板的成形质量，所述铸坯通过液压模锻铸造，获得细密且均匀化的组织，与铸造相比，坯料的质量得到显著提高，与锻坯相比避免了合金板的各向异性问题；本发明的铸坯为中空的四面体结构，相比实心坯，能有效的减少热轧次数；且由于管坯为四面体结构，四周尺寸规则，在经过热轧后，能有效的保证成形合金板的边界质量，减少机加工的工作量。

作为上述技术方案的改进，所述加工铸坯为，备料，预热炉、熔化炉升温，预热原料的金属锭或它们的合金锭，分批熔化形成合金溶液。对于采用分批熔化原料能够使镁合金液成分均匀。

作为上述技术方案的改进，所述液态模锻的工艺参数为：浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s。

作为上述技术方案的改进，所述中空四面体的铸坯周围四条边等长。在热轧过程中，将中空的四面体坯料轧制成板，四条边等长能够保证坯料受力均匀，提高镁合金板的表面质量。

作为上述技术方案的改进，所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品的10-50倍。所述中空四面体铸坯周围四条边的厚度有镁合金成品的厚度决定；由于由于镁合金的塑性较低，每次轧制的变形量小，在铸坯时，将坯料的边厚控制在一定尺寸，有效的减少了后续热轧工序的次数，提高了镁合金板的成形效率。

作为上述技术方案的改进，所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品的10倍。

作为上述技术方案的改进，还提供了一种用于镁合金板的复合成形工艺的夹具，包括底座和压板，所述底座具有凹槽结构，所述凹槽结构的尺寸与碾平后镁合金板的尺寸相同；所述压板具有与所述镁合金板相同的材质；所述压板穿过中空的镁合金板坯料，与底座配合通过螺栓将镁合金板坯料固定在底座上；然后将压板穿过中空四面体的铸坯，通过螺栓固定在底座上，碾平后，直接将镁合金板两端锯平；也就是说压板成为了镁合金板的一部分；将镁合金放在热轧机上热轧成镁合金板；将热轧后的镁合金板经过热处理，最后经过机加工，加工为成品。

本发明通过液态模锻和热轧两个工艺复合来生产镁合金板，液态模锻铸坯为中空的四面体结构，液态模锻铸坯，能够形成均匀致密的坯料且避免了各向异性问题，为保证镁合金板的质量提供了保证；中空结构能有效的减少热轧次数，提高了生产效率和降低了生产成本；四面体结构，能够有效的保证热轧后合金板的边界质量，减少后续的机加工工序；且该工艺不受镁合金板尺寸的限制，由于坯料的高度对称性，在热轧过程中，保证了受力均匀，提高了板材成材率。

附图说明

图1为本发明的成形工艺示意图。

图2为本发明的成形工艺所用夹具的示意图。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

图1为镁合金板的复合成形工艺示意图，包括熔化镁合金—液态模锻形成中空的四面体坯料—碾平—热轧—热处理—机加工—后处理—成品；首先将镁合金熔化，将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体的铸坯周围四条边等厚；然后将中空四面体的铸坯经过碾平后放在热轧机上热轧成镁合金板；将热轧后的镁合金板经过热处理，最后经过机加工，加工为成品。所述铸坯通过液压模锻铸造，获得细密且均匀化的组织，为后续的热轧工艺做准备，进而保证镁合金板的成形质量。本发明的铸坯为中空的管状结构，相比实心坯，能有效的减少热轧次数；且由于管坯为四面体结构，四周尺寸规则，在经过热轧后，能有效的保证成形合金板的边界质量，减少机加工的工作量。

所述加工铸坯为，备料，预热炉、熔化炉升温，预热原料的金属锭或它们的合金锭，分批熔化形成合金溶液。对于采用分批熔化原料能够使镁合金液成分均匀。

所述液态模锻的工艺参数为：浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s。

所述中空四面体的铸坯周围四条边等长。在热轧过程中，将中孔的四面体管轧制成板，四条边等长能够保证坯料受力均匀，提高镁合金板的表面质量。

所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品的10-50倍。由于由于镁合金的塑性较低，每次轧制的变形量小，在铸坯时，将坯料的边厚控制在一定尺寸，有效的减少了后续热轧工序的次数，提高了镁合金板的成形效率。

所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品的10倍。

实施例1.AZ31B镁合金板的加工工艺，规格600mm×400mm×2mm

首先备料，使预热炉、熔化炉升温，将预热原料的合金锭，分批熔化形成合金溶液。将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s；得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体四边等长，边长为200mm，各个边厚100mm，中空四面体长300mm；经碾平后制得540mm×320mm×20mm(长×宽×厚)的板，进一步热轧，轧制为600mm×400mm×2mm(长×宽×厚)的镁合金板，经热处理后，清洗、喷漆等后处理，加工为成品。在热轧过程中，将中孔的四面体管轧制成板，四条边等长能够保证坯料受力均匀，提高镁合金板的表面质量。由于由于镁合金的塑性较低，每次轧制的变形量小，在铸坯时，将坯料的边厚控制在一定尺寸，有效的减少了后续热轧工序的次数，提高了镁合金板的成形效率；最后成形的镁合金板表面质量好，边界尺寸规则。

实施例2.AZ31B镁合金板的加工工艺，规格1600mm×800mm×10mm。

首先备料，使预热炉、熔化炉升温，将预热原料的合金锭，分批熔化形成合金溶液。将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s；得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体四边等长，边长为500mm×300mm，各个边厚100mm，中空四面体长800mm；经碾平后制得900mm×420mm×20mm(长×宽×厚)的板，进一步热轧，轧制为1600mm×800mm×10mm(长×宽×厚)的镁合金板，经热处理后，清洗、喷漆等后处理，加工为成品。

实施例3.AZ31B镁合金板的加工工艺，规格800mm×300mm×5mm。

首先备料，使预热炉、熔化炉升温，将预热原料的合金锭，分批熔化形成合金溶液。将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s；得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体四边等长，边长为100mm×150mm，各个边厚50mm，中空四面体长400mm；还提供了一种用于镁合金板的复合成形工艺的夹具，如图2所示，包括底座和压板，所述底座具有凹槽结构，所述凹槽结构的尺寸与镁合金板的尺寸相同600mm×220mm×30mm(长×宽×厚)；所述压板具有与所述镁合金板相同的材质AZ31B；所述压板穿过中空的镁合金板坯料，与底座配合通过螺栓将镁合金板坯料固定在底座上；然后将压板穿过中空四面体的铸坯，通过螺栓固定在底座上，碾平后，直接将镁合金板两端锯平制得500mm×220mm×30mm(长×宽×厚)的板；也就是说压板成为了镁合金板的一部分；将镁合金放在热轧机上热轧成镁合金板；进一步热轧，轧制为800mm×300mm×5mm(长×宽×厚)的镁合金板，轧制后的镁合金板表面和四周平整光滑，经热处理后，清洗、喷漆等后处理，加工为成品。

本发明通过液态模锻和热轧两个工艺复合来生产镁合金板，液态模锻铸坯为中空的四面体结构，液态模锻铸坯能够形成均匀致密的坯料，为保证镁合金板的质量提供了保证；中空结构能有效的减少热轧次数，提高了生产效率和降低了生产成本；四面体结构，能够有效的保证热轧后合金板的边界质量，减少后续的机加工工序；且该工艺不受镁合金板尺寸的限制，由于坯料的高度对称性，在热轧过程中，保证了受力均匀，提高了板材成材率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种镁合金板的复合成形工艺，包括熔化镁合金—加工铸坯—碾平—热轧—热处理—机加工；其特征在于，首先，将镁合金熔化，将液态模锻模具固定在挤压铸造机上，预热至150-200摄氏度，在液态模锻模具形腔内喷涂脱模剂，然后继续预热液态模锻模具，将熔炼后的镁合金溶液浇注到液态模锻模具内，得到中空四面体的铸坯；所述中空四面体的铸坯周围四条边等厚；然后将中空四面体的铸坯经碾平后放在热轧机上热轧成镁合金板；将热轧后的镁合金板经过热处理，最后经过机加工，加工为成品。

2.如权利要求1所述的一种镁合金板的复合成形工艺，其特征在于所述加工铸坯为，备料，预热炉、熔化炉升温，预热原料的合金锭，分批熔化形成合金溶液。

3.如权利要求1所述的一种镁合金板的复合成形工艺，其特征在于所述液态模锻的工艺参数为：浇注温度为镁合金液相线以上500摄氏度，加压延时15s，加压速度40mm/s；保压时间60s。

4.如权利要求1所述的一种镁合金板的复合成形工艺，其特征在于所述中空四面体的铸坯周围四条边等长。

5.如权利要求1所述的一种镁合金板的复合成形工艺，其特征在于所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品厚度的10-50倍。

6.如权利要求5所述的一种镁合金板的复合成形工艺，其特征在于所述中空四面体的铸坯周围四条边的厚度为镁合金板成品的10倍。

7.一种用于如权利要求1所述的一种镁合金板的复合成形工艺的夹具，其特征在包括底座和压板，所述底座具有凹槽结构，所述凹槽结构的尺寸与碾平后的镁合金板的尺寸相同；所述压板具有与所述镁合金板相同的材质；所述压板穿过中空的镁合金板坯料，与底座配合通过螺栓将镁合金板坯料固定在底座上。