CN2850751Y - 一种镁合金管件的成形装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于镁合金管件的生产设备技术领域，主要涉及的是一种镁合金管件的成形装置。其由模具、管坯密封机构、压力介质源及加热机构组成，模具包括上模(1)、下模(5)用于管坯的弯曲和提供胀形模腔；密封机构由密封堵头(3)、(4)和液压缸(7)、(8)组成，用于管坯的密封。本实用新型具有以下优点：尺寸精度高：采用超塑性成形工艺，制件的形状由模具的形状来保证，尺寸精度较高。材料利用率高：管件的形状是通过超塑性变形形成的，基本上没有废料，材料利用率显著提高。力学性能高：超塑成形后，管材组织均匀，晶粒细化，具有较好的综合力学性能。操作方便：本实用新型装置可自动完成超塑性弯曲与胀形工作。
Description
技术领域
本实用新型属于镁合金管件的生产设备技术领域，主要涉及的是一种镁合金管件的成形装置
背景技术
镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料之一，具有高比强度和比刚度、高阻尼减震性、高导热性、高静电屏蔽性、高机械加工性等优点，被广泛应用于航空、航天、汽车、计算机、通讯和家电等行业。但是，镁合金的塑性较差，难以直接进行塑性加工，尤其像摩托车手把管等镁合金管产品，因其形状复杂，目前还没有采用塑性方法生产。如国内摩托车手把管基本上仍是采用传统的钢管经弯曲而成，存在重量重、吸振性差等缺点。
目前，镁合金零件的成形多采用切削加工方法，生产效率低，材料利用率低；形状较复杂的零件也有采用压铸和低压铸造，但存在设备投资大，工艺控制点多，易出现裂纹、缩松、冷隔等问题，制件的质量不高；也有人尝试采用半固态成型技术，可以使性能得以提高，但同样存在设备投资大，工艺控制困难，易出现裂纹、缩松、冷隔等质量问题。
随着镁合金材料的超塑性研究日益受到重视，细晶超塑性已成为镁合金超塑性研究的主流，研究者多采用热机械处理(TMP)、粉末冶金(PM)和快速凝固(RS)等技术将镁合金晶粒细化到10μm以下，在低速率拉伸时显示超塑性。可使一些形状复杂的、难以加工的精密零件一次精确成形。但该法需要复杂的预处理工艺，使其工艺复杂，成本增加，影响其实用性。目前还没有用超塑性复合技术生产镁合金管的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种镁合金管件的成形装置。使其可采用超塑性弯曲与胀形复合技术生产镁合金管件。
本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：其由模具、密封机构、压力介质源及加热机构组成，模具由上模和下模构成用于管坯的弯曲和提供胀形模腔；密封机构由密封堵头和液压缸构成用于管坯胀形时的密封；加热机构用于管坯的加热；压力介质用于管坯的胀形。
本实用新型可以在普通液压机上使用。其压力介质为压力油或压缩空气，压力油可以直接取自液压机的液压系统，压缩空气则可以通过在液压机的液压系统中加入液压缸和气缸，将液体压力变为压缩空气。其加热机构对管坯的加热可采用下述方法：①采用模外预热炉对管坯加热；②采用镶嵌在模具中电加热装置对模具加热，再利用模具对管坯加热；③采用加热油箱使油加热，再通过液压回路使热油流过镁合金管，通过热油的循环对镁合金管坯加热。
本实用新型具有以下优点：
尺寸精度高：采用超塑性成形工艺，制件的形状由模具的形状来保证，尺寸精度较高。
材料利用率高：管件的形状是通过超塑性变形形成的，基本上没有废料，材料利用率显著提高。
力学性能高：超塑成形后，管材组织均匀，晶粒细化，具有较好的综合力学性能。
操作方便：本实用新型装置可自动完成超塑性弯曲与胀形工作，操作方便。
附图说明
附图1为本实用新型超塑性气压胀胀形模具结构示意图。
附图2为本实用新型超塑性液压胀胀形模具结构示意图。
图中：1、上模，2、镁合金管坯，3、4、密封堵头，5、下模，6、电加热管，7、8、10、液压缸，9、气缸，11、12、换向阀，13、低压双向液压泵，14、加热油箱。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
实施例1：
如附图1所示，本实施例由模具、管坯密封机构、压力介质源与加热机构组成。模具由上模1和下模5构成，其上模1的下端面和下模5的端面具有用于管坯弯曲和提供胀形的模腔；密封机构由设置在上下模合模部位两边密封堵头3、4(有进气孔)和液压缸7、8组成，用于管坯的密封；压力介质为压缩空气，由液压缸(10)和气缸(9)组成的压力转换装置提供；加热机构由置于上模1和下模5内部的电加热管6构成；
本实施例的生产过程为：将31B镁合金管坯2加热到超塑性温度，放入具有同样温度的模具内，上模1以30～150mm/min的速度下行合模，使镁合金管坯2产生弯曲并固定镁合金管坯2的两端；液压缸7、8前行，带动密封堵头3、4分别进入镁合金管坯2的两端孔内将其封闭；液压缸10前行，使气缸9中的空气腔受压缩，气体通过管路经密封堵头4上的气孔进入镁合金管坯2的内孔(也可以直接采用压缩空气)，使其压力上升，产生超塑性胀形并与模腔贴合，胀形压力为0.1～4MPa；上模1回程，完成一个管件的胀形过程。上述各动作分步进行，由于液压缸7、8、10动作的需油量较少，因此，其油压可直接取自液压机的液压系统，结构比较简单。
实施例2：
如附图2所示，本实施例由模具、管坯密封机构、压力介质源与加热机构组成。模具由上模1和下模5构成，其上模1的下端面和下模5的端面具有用于管坯弯曲和提供胀形的模腔；密封机构由设置在上下模合模部位两边密封堵头3、4和液压缸7、8组成，用于管坯的密封；压力介质为压力油，直接取自液压机的供油系统，由换向阀12控制；加热机构由低压双向泵13、加热油箱14组成。
本实施例的生产过程为：将AK60镁合金管坯2放入模具中，液压缸7、8前行带动密封堵头3、4进入镁合金管坯2的两端将其封闭，低压双向泵13正转，高温油从加热油箱14中抽出，经密封堵头4上的油孔进入镁合金管坯2内并从另一密封堵头3上的油孔回流到加热油箱14中，通过热油的循环将镁合金管坯2加热到超塑性温度200～450℃。上模1以30～150mm/min的速度下行合模，使镁合金管坯2产生弯曲，同时保证管坯2两端的密封；低压双向液压泵13停止工作，换向阀11、12换位，使管坯的左端封闭，液压机液压系统中的压力油从管坯2的右端进入使管内油压上升，从而使管坯产生超塑性胀形并与模腔贴合，胀形压力为0.1～4MPa。换向阀11、12复位，管内的油压解除，低压双向液压泵13反转，将管内的热油抽回油箱，液压缸7、8后退，密封堵头3、4脱离管件，上模1回程，完成一个复杂管件的复合胀形过程。
Claims (5)
1、一种镁合金管件的成形装置，其特征在于：其由模具、管坯密封机构、加热机构及压力介质源组成，模具包括上模(1)、下模(5)用于管坯的弯曲和提供胀形模腔；密封机构由密封堵头(3)、(4)和液压缸(7)、(8)组成用于管坯的密封；加热机构用于管坯的加热；压力介质源用于管坯的胀形。
2、根据权利要求1所述的镁合金管件的成形装置，其特征在于：所述的压力介质是压缩空气，通过液压缸(10)和气缸(9)组成的压力转换装置提供。
3、根据权利要求1所述的镁合金管件的成形装置，其特征在于：所述的压力介质是压力油，由液压机的液压系统提供。
4、根据权利要求1所述的镁合金管件的成形装置，其特征在于：所述的加热机构为电加热管(6)，置于上模(1)和下模(5)中。
5、根据权利要求1所述的镁合金管件的成形装置，其特征在于：所述的加热机构为加热油箱(14)，设置在模具外，提供的热油通过油路进入管坯(2)内使其加热。
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