CN1631576A - 镁合金薄板气胀成型的方法 - Google Patents
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Abstract
镁合金薄板气胀成型的方法,它涉及一种镁合金气压胀型的制造方法。本发明是这样对镁合金薄板进行气胀成型的:a.将镁合金板料装入模具中,随后将板料加热至气胀成型温度200~400℃,保温时间为10~60分钟;b.在模具轴向施加压缩载荷;c.向模具内充入气体,充入气体的压力为0.1~0.8MPa,保压10~30分钟;d.继续向模具内增加气压,使其气压达到1~1.5MPa,保压10~30分钟,形成与模具型面相同的零件,最后经冷却脱模即成成品。本发明利用气胀成型方法生产镁合金零件,从而为镁合金材料成型提供了一种经济、有效、实用的生产技术,该方法具有薄壁成型能力高、合格率高、成型精度高、材料利用率高,减轻器件重量、节省成本、工艺简便等优点。
Description
技术领域:
本发明涉及一种镁合金气压胀型的制造方法。
背景技术:
镁合金具有密度小、比强度高、减振性、机械加工性好、高电磁屏障、良好的铸造性和可回收等优点,是一种能够满足各种行业需求、发展前景极为可观的轻质合金材料,已被广泛应用于汽车、计算机、通讯及航空航天等众多领域。目前镁合金成型方法有压铸方法和半固态成型方法。压铸方法是把镁锭加热至液态后施加压力注入到模具型腔内,冷却后成型出镁合金制品。这种方法制出的镁合金压铸件,有较高的空洞问题,常需要大量的人工进行后处理,其合格率不理想。半固态成型方法是将镁粒加热到类似固态熔溶状态,而由螺杆送料射出至模具内,生产的零件合格率较高,但是设备成本相当高,且送料螺杆易磨损。这两种方法制成的制品在成型薄壁厚度上都有限制,成型厚度都大于1毫米。因此上述制造方法难以达到轻、薄、短小产品的要求,产品的毛边废料较多,制造成本较高。
发明内容:
本发明的目的在于利用镁合金在高温下塑性提高这一性质,提供一种成型压力小、成型尺寸不受限制、工艺实现较为方便,且能成型形状复杂零件的镁合金薄板气胀成型的方法。本发明是这样对镁合金薄板进行气胀成型的:a、将镁合金板料装入模具中,随后将板料加热至气胀成型温度200~400℃,保温时间为10~60分钟;b、在模具轴向施加压缩载荷;c、向模具内充入气体,充入气体的压力为0.1~0.8MPa,保压10~30分钟;d、继续向模具内增加气压,使其气压达到1~1.5MPa,保压10~30分钟,形成与模具型面相同的零件,最后经冷却脱模即成成品。本发明利用气胀成型方法生产镁合金零件,从而为镁合金材料成型提供了一种经济、有效、实用的生产技术,与现有技术相比,它具有如下有益效果:
(1)强度和刚度性能优良:由于本发明采用的板材晶粒细小,使成型零件的强度和刚度获得提高,与压铸件相比,其强度提高40~53%,如表1所示。
(2)成型性能好:在本发明合理工艺参数下(成型温度、成型压力、保压时间等),由于热变形提高了镁合金材料的塑性,使材料的延伸率提高95~98.5%,成型壁厚比压铸件薄,如表1所示。
(3)成型精度高:采用本发明可以加工出一些形状复杂的薄壁构件,成型压力小,成型尺寸不受限制。
(4)工序简单,操作方便:采用气胀成型方法,可在省去凸模的条件下一次成型,无回弹,制造成本低。
表1
屈服强度,MPa | 延伸率,% | 最小壁厚,mm | |
压铸件 | 140~180 | 5~8 | 1 |
本发明 | 300 | 100~350 | 0.2 |
提高 | 40~53% | 95~98.5% | - |
附图说明:
图1是本发明加热过程的结构示意图,图2是胀型过程的结构示意图。
具体实施方式:
具体实施方式一:本实施方式是这样对镁合金薄板进行气胀成型的:a、加热过程:将镁合金板料装入模具中,随后将板料加热至气胀成型温度200~400℃,保温时间为10~60分钟,以保证板料受热均匀;b、加压过程:在模具轴向施加压缩载荷,使凹模、通气板与板料之间压合;c、胀型过程:向模具内充入气体,充入气体的压力为0.1~0.8MPa,保压10~30分钟,使板料向模具型腔内胀型;d、成型过程:继续向模具内增加气压,使其气压达到1~1.5MPa,保压10~30分钟,使板料逐步贴合在模具型腔的表面,直至完全充模,形成与模具型面相同的零件,最后经冷却脱模即成成品。所述镁合金板料的厚度小于等于1mm,晶粒尺寸小于10μm,在胀型过程中向模具内充入的气体为惰性气体或氮气,所述惰性气体为氦、氖、氩、氪、氙、氡。
具体实施方式二:本实施方式的板料采用1mm厚的Mg-Zn-Zr薄板4,晶粒尺寸为8μm。加热过程是在超塑成型机中进行(如图1所示),超塑成型机由炉体2、在炉体2上方的压头1、与压头1相连接的盖板9、放在炉体2内部的支撑架7组成,成型模具结构由凹模3、通气板5、充气口8和通气管6组成,凹模3和通气板5上下设置,充气口8开在通气板5上,通气管6与充气口8连通。将通气板5放在支撑架7的上面,将板料4放在通气板5上,并把凹模3放在板料4上面。随后将板料4加热至成型温度300℃,保温30分钟,将压头1和盖板9向下移动,直至使凹模3、通气板5与板料4之间压紧;胀型过程中从通气管6向通气板5内充入气体为氩气,其压力为0.2MPa,保压20分钟,使板料4产生合适的塑性变形;在成型过程中,继续向通气板5内加气压至1MPa,保压10分钟,使板料完全充模(如图2所示),最后成型阶段气压要合适,如气压过大,易使板料胀破,如气压过小,会导致板料充模不充分,影响成型件的精度;放出成型件10内的氩气,去掉压力,使成型件和模具随炉体2一同冷却至室温,在从模具中取出成型件。
具体实施方式三:本实施方式的板料采用0.8mm厚的Mg-Zn-Zr薄板4,晶粒尺寸为7μm。加热过程是在超塑成型机中进行(如图1所示),将板料4放在通气板5上,并把凹模3放在板料4上面,随后将板料4加热至镁合金的成型温度300℃,保温30分钟,将压头1和盖板9向下移动,直至使模具凹模3、通气板5与板料4之间压紧;胀型过程中向通气板5内充入气体为氩气,其压力为0.1MPa,保压20分钟,使板料4产生合适的塑性变形;在成型过程中,继续向通气板5内加气压至0.9MPa,保压10分钟,使板料完全充模(如图2所示);最后放出成型件10内的氩气,去掉压力,使成型件和模具随炉体2一同冷却至室温,在从模具中取出成型件。
Claims (4)
1、镁合金薄板气胀成型的方法,其特征在于它是这样对镁合金薄板进行气胀成型的:a、将镁合金板料装入模具中,随后将板料加热至气胀成型温度200~400℃,保温时间为10~60分钟;b、在模具轴向施加压缩载荷;c、向模具内充入气体,充入气体的压力为0.1~0.8MPa,保压10~30分钟;d、继续向模具内增加气压,使其气压达到1~1.5MPa,保压10~30分钟,形成与模具型面相同的零件,最后经冷却脱模即成成品。
2、根据权利要求1所述的镁合金薄板气胀成型的方法,其特征在于所述镁合金板料的厚度小于等于1mm。
3、根据权利要求1或2所述的镁合金薄板气胀成型的方法,其特征在于所述镁合金板料的晶粒尺寸小于10μm。
4、根据权利要求1所述的镁合金薄板气胀成型的方法,其特征在于b过程中向模具内充入的气体为惰性气体或氮气。
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