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镁合金特殊模锻技术

发布时间:2019-11-2
                镁合金特殊模锻技术
  1.挤压
  镁合金管材、棒材、型材、带材以及汽车承载件、汽车窗框、座架和底盘框等许多镁合金零件可以采用挤压方法成形。镁合金在室温下塑性很低,轧制加工比较困难,挤压是较理想的加工方法。
  挤压镁合金时,为了减轻毛坯与挤压筒及凹模之间的摩擦,防止粘模,降低摩擦力,有利于金属流动,必须采用润滑剂,同时润滑剂还起到隔热作用,有利于提高模具寿命。润滑剂一般采用石墨、动物油。当变形速度较高时,因变形引起的热效应,会使挤压毛坯的温度升高,从而流动应力降低;但是,当变形速度继续增高时,虽然毛坯升温很明显,由于金属的加工硬化速度比再结晶软化过程快,毛坯流动应力反而增大。
  镁合金棒材的性能有严重的各向异性,采用热挤压方法有利于消除各向异性。采用不同的挤压温度、挤压速度和挤压比,可以获得镁合金不同的组织性能,尤其通过大挤压比(变形量80%以上)可以显著改善挤压棒材的晶粒度和各向异性。
  2.超塑性锻造
  镁合金的塑性与其晶粒尺寸关系很大,通过晶粒细化能大幅度提高镁合金的塑性,实璃性。镁合金通过超塑性成形工艺可以得到形状复杂的结构件。超塑性成形工艺实现的关键,是细晶镁合金的制备,目前主要通过挤压、轧制、等径弯曲通道变形、快速凝固和粉末冶金等工艺或以上几种成形方法的联合使用来进行镁合金晶粒细化。
  国内对变形合金MB26(由MB15加入稀土元素钇形成,强度高、密度低)进行的超塑性实验研究表明:MB26在250~480℃、应变速率1.6×10-3~4.1×10-2S-l的宽范围内有超塑性;在350~450℃范围内有良好的塑性,延伸率高于520%;在400℃、应变速率1.17×10-2 S-l的条件下,延伸率甚至达到1450%,流动应力仅为8MPa。
  国外对镁合金MB2(A231)的超塑性实验研究表明:该镁合金在变形速率0.5×10-2s-1,及350~500℃时有超塑性现象,晶粒尺寸由初始250p.m降至50pm,在300~400℃范围内获得的最大延伸率为170%。
  3.热冲锻
  热冲锻是冲压变形方式与局部压入变形方式相结合的复合塑性成形技术,其特点是使用板材毛坯,将毛坯和模具都加热到接近于等温模锻的条件下,在模具压下过程中,完成零外廓形状的冲压成形,同时实现对局部凸微结构(如局部凸台、凸筋等)的体积成形,如图7-23所示为热冲锻壳体。这种成形技术可以很好地解决冲压件局部体积结构成形问题,例如计算机、电子通讯产品、仪器仪表、车辆的外壳件等,成形材料目前多是镁合金、铝合金、铜合金等有色金属。其生产可在普通锻压机床上进行。
  镁合金薄壳件冲锻成形主要的特点是:局部凸微结构和侧壁可以同时成形;加热温度下可同时进行弯曲、拉深、锻造等复合成形;成形速度快,生产率高;成形后晶粒细化,可以改善产品的力学性能;表面质量好,后续加工少。由于镁合金产品的应用领域与热冲锻技术的特点具有很好的契合,镁合金热冲锻的研究开发是非常有意义的工作,可以在某种程度上用冲锻技术实现与压铸和注塑技术的互补。
  镁合金热冲锻技术的关键在于模具设计,以及模具温度、变形程度与变形速度、润滑技术等参数的控制。为避免零件在成形过程中出现裂纹和充不满等缺陷,冲锻过程一般分为粗锻和精锻两次成形。粗锻和精锻成形过程在变形程度、加热温度、模锻斜度和圆角半径等方面都有较大差别,只有精确控制这些工艺参数才能保证获得优质零件。