CN110129696B - 一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：镁合金依次在相应温度条件下进行热粗轧、热中轧和热精轧；薄板热处理后水冷至室温；薄板卷边处加热处理；放入冷模具中成型和淬火，完成镁合金板材的弯曲卷边。本发明可以采用多种加热方式对卷边处进行加热，再结合热冲压成型工艺，进行卷边及弯曲，能够明显改善镁合金板材的卷边问题，具有良好的表面质量和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金加工技术领域，具体涉及一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法。
背景技术
随着现代经济社会的迅猛发展，人们在汽车的使用越来越多，因此在汽车安全性、舒适度和环保性的基础上，对汽车的轻量化也提出了更高的要求。镁及镁合金具有质量轻、比强度高、抗冲击性能良好、加工成型性优异以及较高的在回收率等一系列优良特性，成为汽车轻量化最理想的材料。由于镁合金板材主要用于车身覆盖件，而镁合金覆盖件的连接主要通过胶接、卷边和小半径弯曲工艺来实现与零部件的连接，因此其卷边工艺至关重要。
目前在汽车制造行业，对于铝合金汽车车身板卷边方法及性能研究较多，且有成熟的工艺。但对镁合金板材尤其是应用于车门及车身覆盖件的镁合金薄板卷边工艺研究较少，对于镁合金而言，常用的卷边工艺为冲压卷边、桌式卷边及滚卷，然而通过上述三种卷边方式所获得的成品均存在局部应变畸变问题导致卷边处开裂；若镁合金板材覆盖件卷边及小半径弯曲过程中加工工艺不当，会导致卷边后板材外形状尺寸存在一定的局限性且容易表面出现裂纹等缺陷，以至于不能得到有效的覆盖件，制约着镁合金汽车覆盖件的发展。因此急需一种镁合金板材卷边及弯曲技术，用于覆盖件卷边及小半径弯曲。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，可以采用多种加热方式对卷边处进行加热，再结合热冲压成型工艺，进行卷边及弯曲，能够明显改善镁合金板材的卷边问题，具有良好的表面质量和力学性能。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：
(1)将镁合金扁锭加热到425～450℃后热粗轧，每次下压率为8～12％，直至厚度为6.2～6.6mm，然后在350～440℃条件下热中轧，每次下压率为5～10％，直至厚度为3.0～4.2mm，再在200～250℃条件下进行热精轧，每次下压率为4～6％，最后得到板厚1～1.6mm的镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得镁合金薄板在240～260℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至150～300℃，进行加热处理；
(4)将步骤(3)加热后镁合金薄板移入保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成镁合金板材的弯曲卷边。
进一步，上述步骤(1)中进行热中轧时，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热至350～440℃，再进行热中轧。
进一步，上述步骤(3)中的加热方式为电磁感应加热、电阻炉加热、激光加热或加热棒加热。
进一步，冷模具通过水冷保持室温。
进一步，冷模具在移入镁合金薄板前，向冷模具上涂抹石墨粉。
本发明提供了一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，具有以下优点：
1、本发明将镁合金板材应用于汽车车身覆盖件，相比铝合金汽车车身覆盖件，在保持足够的刚度、强度等力学性能的同时，其轻量化效果显著，达到20％-30％。
2、本发明提供的弯曲卷边方法采用依次热粗轧、热中轧和热精轧，再热处理，最后加热后放入冷模具中成型及淬火，可以保证镁合金板材的微观组织在淬火时迅速成为过饱和固溶体状态，降低板材冲压成形时的流动应力、提高板材的成形性，削弱了冲压成形回弹量，克服了传统镁合金板材热成型后材料性能严重下降的缺点。
3、本发明提供的弯曲卷边方法可以大幅度提高卷边处的产品性能，使得弯曲卷边处的显微组织，具有较好的综合力学性能，不会因局部应变畸变而开裂，整体结构稳定，大大延长该镁合金的服役寿命。
4、本发明在加热时可以采用多种加热方式，加热形式多样，也可以采用组合加热的方式，加热速度快，具有环保高效的特点，可以缩短生产周期，降低能耗，解决生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：
(1)将AZ31B镁合金扁锭加热到425℃后热粗轧至6.2mm，每次下压率为10％，然后在350℃条件下热中轧至3.0mm，每次下压率为5％，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热，再在200℃条件下进行热精轧，每次下压率为5％，最后得到板厚1mm的AZ31B镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得AZ31B镁合金薄板在240℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的AZ31B镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至150℃，进行电磁感应加热处理；
(4)将步骤(3)加热后AZ31B镁合金薄板移入通过水冷保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成AZ31B镁合金板材的弯曲卷边。
实施例2
一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：
(1)将AZ31B镁合金扁锭加热到440℃后热粗轧至6.4mm，每次下压率为10％，然后在400℃条件下热中轧至3.6mm，每次下压率为8％，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热，再在230℃条件下进行热精轧，每次下压率为5％，最后得到板厚1.3mm的AZ31B镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得AZ31B镁合金薄板在250℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的AZ31B镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至230℃，进行电磁感应加热处理；
(4)将步骤(3)加热后AZ31B镁合金薄板移入通过水冷保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成AZ31B镁合金板材的弯曲卷边。
实施例3
一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：
(1)将AZ31B镁合金扁锭加热到430℃后热粗轧至6.5mm，每次下压率为10％，然后在420℃条件下热中轧至3.8mm，每次下压率为10％，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热，再在250℃条件下进行热精轧，每次下压率为5％，最后得到板厚1.4mm的AZ31B镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得AZ31B镁合金薄板在255℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的AZ31B镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至260℃，进行电磁感应加热处理；
(4)将步骤(3)加热后AZ31B镁合金薄板移入通过水冷保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成AZ31B镁合金板材的弯曲卷边。
实施例4
一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，包括以下步骤：
(1)将AZ31B镁合金扁锭加热到450℃后热粗轧至6.6mm，每次下压率为10％，然后在440℃条件下热中轧至4.2mm，每次下压率为10％，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热，再在250℃条件下进行热精轧，每次下压率为5％，最后得到板厚1.6mm的AZ31B镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得AZ31B镁合金薄板在260℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的AZ31B镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至300℃，进行激光加热处理；
(4)将步骤(3)加热后AZ31B镁合金薄板移入通过水冷保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成AZ31B镁合金板材的弯曲卷边。
通过实施例1～4所得AZ31B镁合金薄板，显微组织均匀，其弯曲卷边处产品性能较好，退火态薄板纵向抗拉强度可达300MPa～320MPa，高于同退火状态下的248MPa。相较于常规冲压卷边、桌式卷边及滚卷等加工方式，采用本方法可以降低板材冲压成形时的流动应力，由室温下的320MPa降至48～60MPa(卷边温度300℃时)，提高板材的成形性，削弱冲压成形回弹量达到30％，有效提升其综合力学性能，不会出现局部应变畸变问题导致卷边处开裂、以及组织不均匀等问题，延长使用寿命。
虽然本发明的具体实施方式对本发明进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将镁合金扁锭加热到425～450℃后热粗轧，每次下压率为8～12％，直至厚度为6.2～6.6mm，然后在350～440℃条件下热中轧，每次下压率为5～10％，直至厚度为3.0～4.2mm，再在200～250℃条件下进行热精轧，每次下压率为4～6％，最后得到板厚1～1.6mm的镁合金薄板；
(2)将步骤(1)所得镁合金薄板在240～260℃条件下热处理，保温60min后水冷至室温；
(3)将步骤(2)冷却后的镁合金薄板需要卷边弯曲处加热至150～300℃，进行加热处理；
(4)将步骤(3)加热后镁合金薄板移入保持室温的冷模具中，卷边成型和淬火，完成镁合金板材的弯曲卷边。
2.如权利要求1所述的镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，其特征在于，所述步骤(1)中进行热中轧时，若温度下降到340℃以下，则需要重新进行加热至350～440℃，再进行热中轧。
3.如权利要求1所述的镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，其特征在于，所述步骤(3)中的加热方式为电磁感应加热、电阻炉加热、激光加热或加热棒加热。
4.如权利要求1所述的镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，其特征在于，所述冷模具通过水冷保持室温。
5.如权利要求1所述的镁合金板材小半径弯曲及卷边方法，其特征在于，所述冷模具在移入镁合金薄板前，向冷模具上涂抹石墨粉。
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