專利名稱：鎂合金板材加工方法及專用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及鎂合金制備技術，具體地說是一種鎂合金板材加工方法及專用裝置。
背景技術：
鎂合金作為質量輕、剛性好的強韌性材料，用于航空、航天器、導彈，可以增加有效載荷和飛行距離，降低使用周期和成本。因此早在二次大戰期間就開始應用于航空器材等領域。例如飛機內框架類結構部件可用鎂合金管件；此外，鎂合金由于其密度小和良好的電磁屏蔽性，非常適用于3C行業(Computer，Communication，Consumer Electronics Products，簡稱3C)的便攜式電子電器通訊器材，例如手機殼采用鎂合金時，電磁波只通過天線接收和發送，減少了信號損失，提高了通訊質量，也易于控制及減少對人體的傷害。由于鎂合金密度小、耐沖擊及美觀等特性，又使鎂合金廣泛用于體育器材、辦公器具、家庭工具等便攜式用品等，其結構材料在汽車、電子電器部件、體育、辦公及日常生活用品等方面有很多應用，如筆記本電腦外殼、打印機板、硬盤中小件；其它還有手機殼、攝像機殼、相機架、鎂合金犧牲陽極的應用實例。
上述產品的加工方法均采用壓鑄法加工技術。但是，采用壓鑄法存在壓鑄件的強度和剛度低、密度小(不利于電子屏蔽效應)等缺點。為了加工出高強度、高剛度的鎂合金殼形件，研制一種新的鎂合金塑性加工技術，以滿足工業需要是本領域技術人員主要研究的重要課題之一。
發明內容
為了解決上述不足，本發明的目的在于提供一種具有高強度、高剛度的鎂合金殼形件的鎂合金板材加工方法及專用裝置。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下
鎂合金板材加工方法采用板材沖壓技術成型鎂合金殼形件，工藝參數為先將模具預熱至200～500℃，保溫時間為每毫米厚度坯料保溫1～1.5分鐘；再將鎂合金板料加熱至200～350℃(即變形溫度/℃)，保溫時間為每毫米厚度坯料保溫1～1.5分鐘，將板料涂潤滑劑后放入模具中，控制拉延比在1.5～3范圍內，拉延速度為50～80mm/min；所述模具預熱溫度200～260℃為佳；采用的潤滑劑可以為動物油或MnS2；所述專用沖壓裝置具有上模板、凸模、凸模壓板、凹模、下模板，其中上模板與帶有凸模壓板的凸模安裝在一起，凹模設在下模板上方；其特征在于還包括可加熱壓邊圈、加熱板，所述可加熱壓邊圈套裝于凸模壓板底部外側，與凸模固連；所述加熱板安裝在凹模和下模板之間；所述可加熱壓邊圈、加熱板均為圓環形結構，在圓環上、徑向分布有容置孔，與電源電連接的加熱棒插裝于容置孔內；容置孔數量為至少6個。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果1)強度和剛度性能優良。由于采用本發明板材拉延成形金屬流線分布合理，晶粒細小，使加工零件的強度和剛度得到明顯提高，與壓鑄件相比，其強度提高43％，剛度提高25％。
2)產品塑性好。鎂合金材料在本發明合理工藝參數條件下(如材料變形溫度、模具預熱溫度、潤滑劑種類等)，由于熱變形提高了材料的塑性，使材料極限拉延比達到2.5，延伸率提高50％。
3)結構簡單、操作方便，保溫效果好。本發明模具預熱及保溫用專用裝置結構簡單，采用凹模與壓邊圈雙面同時預熱，坯料保溫效果好；亦可采用對坯料單面加熱(上表面或下表面)操作，方便易行。
4)采用本發明鎂合金板材熱沖壓方法，可以成功地加工出合格的圓筒形件，產品滿足要求；本發明不僅適用于鎂合金板材，也適合于其它塑性較差的材料沖壓成形。
圖1為本發明具體實施時所采用的鎂合金板材沖壓裝置結構剖示圖。
圖2為圖1中壓邊圈結構示意圖。
圖3為圖1中加熱板結構示意圖。
圖2-1為圖2的B-B剖視圖。
圖3-1為圖3的c-c剖視圖。
圖3-2為圖3的q-q剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
實施例1～3采用板材沖壓技術對鎂合金(MB2)板料，成型鎂合金殼形件，具體操作如下1)安裝模具，并進行對中等調試；2)檢查加熱系統，將模具預熱至200～260℃，保溫時間分別為每毫米厚度坯料保溫1分鐘、1.5分鐘、1分鐘；3)將鎂合金板料加熱至200～350℃，保溫時間分別為每毫米厚度坯料保溫1.5分鐘、1.5分鐘、1分鐘；4)采用潤滑劑后將鎂合金板料放入模具中；在模具和鎂合金樣品上分別涂抹潤滑劑，潤滑劑可以為動物油如豬油，或MnS2；5)啟動沖壓沖壓裝置，沖頭開始下移，沖壓成形開始，控制拉延比在1.5～3范圍內，拉延速度為50～80mm/min；直至坯料全部進入凹模。
鎂合金板材熱沖壓工藝參數見表1。
表1 鎂合金(MB2)板材熱沖壓工藝參數
如圖1～3、2-1、3-1、3-2所示，所述專用沖壓裝置具有上模板1、凸模2、凸模壓板3、凹模5、下模板7，其中上模板1與帶有凸模壓板3的凸模2安裝在一起，凹模5設在下模板7上方；還包括可加熱壓邊圈4、加熱板6，所述可加熱壓邊圈4套裝于凸模壓板3底部外側，與凸模2固連；所述加熱板6安裝在凹模5和下模板7之間；所述可加熱壓邊圈4、加熱板6均為圓環形結構，在圓環上徑向分別設有12個容置孔，與電源電連接的加熱棒插裝于所述容置孔內；本實施例在拉延加熱板6上安裝12個電加熱棒加熱凹模5，在壓邊圈4上也采用12個電加熱棒加熱壓邊圈4；該專用沖壓裝置的特征是在拉延過程中，可以對模具進行加熱或保溫，通過在拉延加熱板6上安裝多個加熱棒加熱凹模5，在壓邊圈4上采用加熱棒加熱壓邊圈4，從而在板材拉延過程中通過雙面加熱方式可以使坯料溫度保持在所需范圍內，有利于成形的順利進行。
本發明原理是鎂合金常溫下的塑性很差，容易脆裂，難以進行塑性成形加工；鎂合金在200℃以上成形時，塑性提高明顯。鎂合金在熱態下具有較高塑性，甚至在不利的應力—應變狀態下也可以變形，但變形速度不能太大；本發明通過合理選擇變形溫度、模具預熱溫度、變形速度以及采用合理潤滑劑等措施提高了鎂合金板材的塑性加工性能，使沖壓成形能夠順利完成，提高了同類產品性能和質量，滿足了需求，在鎂合金板材成形研究領域取得了突破性進展。
其結果是
與壓鑄件相比，本發明板材拉延成形后強度提高43％，剛度提高25％；由于熱變形提高了材料的塑性，使材料極限拉延比達到2.5，延伸率提高50％。
本實施例采用凹模5與壓邊圈4同時預熱，坯料保溫效果好；亦可根據需要采取對坯料單面加熱(上表面或下表面)操作。另外，一般模具最高加溫溫度可達350℃，如果模具材料條件允許，采用本發明最高加溫溫度可達500℃。
權利要求
1.一種鎂合金板材加工方法，其特征在于采用板材沖壓技術成型鎂合金殼形件，先將模具預熱至200～500℃，再將鎂合金板料加熱至200～350℃，將板料涂潤滑劑后放入模具中，控制拉延比在1.5～3范圍內，拉延速度為50～80mm/min。
2.按照權利要求1所述鎂合金板材加工方法，其特征在于模具預熱后保溫時間為每毫米厚度坯料保溫1～1.5分鐘。
3.按照權利要求1所述鎂合金板材加工方法，其特征在于鎂合金板料加熱后保溫時間為每毫米厚度坯料保溫1～1.5分鐘。
4.按照權利要求1所述鎂合金板材加工方法，其特征在于所述模具預熱溫度為200～260℃。
5.按照權利要求1所述鎂合金板材加工方法，其特征在于所述潤滑劑可以為動物油或MnS2。
6.一種按照權利要求1所述鎂合金板材加工方法的專用沖壓裝置，具有上模板(1)、凸模(2)、凸模壓板(3)、凹模(5)、下模板(7)，其中上模板(1)與帶有凸模壓板(3)的凸模(2)安裝在一起，凹模(5)設在下模板(7)上方；其特征在于還包括可加熱壓邊圈(4)、加熱板(6)，所述可加熱壓邊圈(4)套裝于凸模壓板(3)底部外側，與凸模(2)固連；所述加熱板(6)安裝在凹模(5)和下模板(7)之間。
7.按照權利要求6所述鎂合金板材加工方法的專用熱沖壓裝置，其特征在于所述可加熱壓邊圈(4)、加熱板(6)均為圓環形結構在圓環上徑向分布有容置孔，與電源電連接的加熱棒插裝于容置孔內。
8.按照權利要求7所述鎂合金板材加工方法的專用熱沖壓裝置，其特征在于所述容置孔數量為至少6個。
全文摘要
本發明涉及鎂合金制備技術，具體地說是一種鎂合金板材加工方法及專用熱沖壓裝置。它采用板材沖壓技術成型鎂合金殼形件，將模具預熱至200～500℃，鎂合金板料加熱至200～350℃，將板料涂潤滑劑后放入模具中，控制拉延比在1.5～3范圍內，拉延速度為50～80mm/min。本發明通過對坯料形狀以及潤滑方式的改進，很好的改善了材料的可加工性，提高了產品質量、提高了生產效率、降低了成本。
文檔編號B21D51/00GK1507968SQ0214494
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月18日 優先權日2002年12月18日
發明者張士宏, 王忠堂, 許沂, 張坤, 周文龍, 王本賢 申請人:中國科學院金屬研究所