CN1257780C - 镁合金复合成形方法 - Google Patents

Abstract

一种镁合金的复合成形方法，其技术方案是采用铸造方法获得适合模锻并能够通过一次模锻得到最终产品的铸坯，然后将铸坯和模具同时加热到300℃～500℃进行均温，时间为10～30分钟，最后在均温温度以30mm～900mm/min的变形速度进行一次模锻成形，得到最终产品。本发明将铸造的良好成形工艺性和经济性与模锻的良好工艺质量和机械性能相结合，工艺质量可靠，成本低，效率高、品质高、工艺收得率高；制造出的镁合金构件综合机械性能优良。

Description

镁合金复合成形方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金复合成形方法，特别是采用铸造预成型制坯加短流程模锻制造镁合金结构件的方法。

背景技术

目前，国内外镁合金的成形方法还仅限于铸造和少量的常规锻造、挤压、轧制和冲压成形。受成形方法的限制，目前的镁合金构件主要存在以下不足：(1)铸造镁合金零件具有内部组织致密度不高、晶粒粗大等缺陷，直接限制了镁合金强度的发挥，导致镁合金的应用难以满足高性能镁合金零部件的需求；(2)常规的锻造工艺生产镁合金零件虽可通过塑性变形提高其力学性能，但由于镁合金只有三个室温滑移系，室温下难以塑性加工成形，而高温滑移系启动温度较高决定了镁合金可锻温度高、温度范围小，所以成形难度大。

为了克服镁合金零件具有内部组织致密度不高、晶粒粗大等缺陷，中国专利CN1443862A提出了一种镁合金成形方法：铸造含铝2～10wt％的镁合金，铸造后的晶粒尺寸不超过30μm，然后进行固溶处理，使晶粒尺寸不超过10μm，再进行初锻和终锻得到最终产品。

另外，为了克服镁合金室温下难以塑性加工成形的问题，中国专利CN 1345641A提出了一种镁合金板材的成形方法：以预定体积镁合金板材为坯料，将其在真空连续炉中加热到300～350℃，并将模具加热到相同温度，然后冲锻成形为半成品，对半成品进行修边，得到最终产品。

但是，中国专利CN1443862A提出的镁合金成形方法必须通过固溶处理来细化晶粒，然后进行至少两次的锻造，才能得到最终产品，虽然提高了镁合金产品的机械性能，但由于需要经过固溶处理和多道次变形，增加了工艺步骤，生产成本必然偏高；而中国专利CN1345641A提出的镁合金板材塑性成形方法，可以改善镁合金零件的力学性能，提高生产率和节约金属材料，但由于只能成形镁合金板材，成形范围小，应用范围有限。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种镁合金复合成形方法，其成形过程为：

1、镁合金材料选用：选用含AL量为3～10％的镁合金作为原材料；

2、镁合金预成形铸坯制备：采用铸造方法获得适合模锻并能够通过一次模锻得到产品的铸坯；

3、铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到300℃～500℃进行均温，时间为10～30分钟；

4、模锻近终成形：在均温温度以30mm～900mm/min的变形速度进行一次模锻成形，得到最终产品。

本发明提出的镁合金复合成形方法具有以下优点：

1、将铸造的良好成形工艺性和经济性与模锻的良好工艺质量和机械性能相结合，既能够满足零件对形状要求，又能够满足零件对强度的要求；

2、由于铸坯可以通过模锻改变其内部性能，不需考虑浇冒口对最终产品性能的影响，因此，在制坯时可以将浇冒口与铸坯设计成适合模锻成形的整体，在模锻前无需去掉浇冒口，从而缩短了工艺流程，提高了材料的利用率；

3、零件由于经过了塑性变形和再结晶，其组织致密，内部缺陷得到改善，晶粒细小，使用性能得到极大提高；

4、由于采用铸造方法进行制坯，使得坯料形状接近最终产品，可通过一次均温模锻成形，不需要多道次锻打，工艺流程大大缩短，显著提高生产效率，同时降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：采用镁合金复合成形方法，以AM60为原材料，生产某镁合金汽车发动机支架。工艺过程为：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM60作为原材料：

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到300℃，均温30分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以900mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

实施例2：采用镁合金复合成形方法，以AM70为原材料，生产与实施例一相同的镁合金汽车发动机支架。工艺过程为：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM70作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到350℃，均温25分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以600mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

实施例3：采用镁合金复合成形方法，以AM80为原材料，生产与实施例一相同的镁合金汽车发动机支架。工艺过程为：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM80作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到400℃，均温20分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以300mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

实施例4：采用镁合金复合成形方法，以AM90为原材料，生产与实施例一相同的镁合金汽车发动机支架。工艺过程为：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM90作为原材料；

2)铸造制坯；用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到450℃，均温15分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以100mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

实施例5：采用镁合金复合成形方法，以AZ31为原材料，生产与实施例一相同的镁合金汽车发动机支架。工艺过程为：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AZ31作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到500℃，均温10分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以30mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

从以上实施例看，将镁合金复合成形方法用于镁合金发动机支架的生产，工艺过程可靠，操作力便，工艺收得率均达到80％以上，经检测，得到的产品与铸件相比具有更好的综合机械性能，能够很好满足使用需要。

Claims (6)

1、一种镁合金的复合成形方法，其特征是包括以下步骤：

1)镁合金材料选用：选用含Al量为3～10％的镁合金作为原材料；

2)镁合金预成形铸坯制备：采用铸造方法获得适合模锻并能够通过一次模锻得到产品的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到300℃～500℃进行均温，时间为10～30分钟；

4)模锻近终成形：在均温温度以30mm～900mm/min的变形速度进行一次模锻成形，得到最终产品。

2、根据权利要求1所述的镁合金复合成形方法，其特征是：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM60作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到300℃，均温30分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以900mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

3、根据权利要求1所述的镁合金复合成形方法，其特征是：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM70作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到350℃，均温25分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以600mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

4、根据权利要求1所述的镁合金复合成形方法，其特征是：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM80作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到400℃，均温20分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以300mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

5、根据权利要求1所述的镁合金复合成形方法，其特征是：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AM90作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到450℃，均温15分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以100mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。

6、根据权利要求1所述的镁合金复合成形方法，其特征是：

1)镁合金材料选用：选用镁合金AZ31作为原材料；

2)铸造制坯：用重力铸造的方法铸造出接近于发动机支架形状的铸坯；

3)铸坯加热均温：将铸坯和模具同时加热到500℃，均温10分钟；

4)模锻成形：在国产300MN模锻水压机上以30mm/min的速度进行模锻成形，一次性得到发动机支架的镁合金模锻产品。