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鎂合金特殊模鍛技術

發布時間:2019-11-2
                鎂合金特殊模鍛技術
  1.擠壓
  鎂合金管材、棒材、型材、帶材以及汽車承載件、汽車窗框、座架和底盤框等許多鎂合金零件可以采用擠壓方法成形。鎂合金在室溫下塑性很低,軋制加工比較困難,擠壓是較理想的加工方法。
  擠壓鎂合金時,為了減輕毛坯與擠壓筒及凹模之間的摩擦,防止粘模,降低摩擦力,有利于金屬流動,必須采用潤滑劑,同時潤滑劑還起到隔熱作用,有利于提高模具壽命。潤滑劑一般采用石墨、動物油。當變形速度較高時,因變形引起的熱效應,會使擠壓毛坯的溫度升高,從而流動應力降低;但是,當變形速度繼續增高時,雖然毛坯升溫很明顯,由于金屬的加工硬化速度比再結晶軟化過程快,毛坯流動應力反而增大。
  鎂合金棒材的性能有嚴重的各向異性,采用熱擠壓方法有利于消除各向異性。采用不同的擠壓溫度、擠壓速度和擠壓比,可以獲得鎂合金不同的組織性能,尤其通過大擠壓比(變形量80%以上)可以顯著改善擠壓棒材的晶粒度和各向異性。
  2.超塑性鍛造
  鎂合金的塑性與其晶粒尺寸關系很大,通過晶粒細化能大幅度提高鎂合金的塑性,實璃性。鎂合金通過超塑性成形工藝可以得到形狀復雜的結構件。超塑性成形工藝實現的關鍵,是細晶鎂合金的制備,目前主要通過擠壓、軋制、等徑彎曲通道變形、快速凝固和粉末冶金等工藝或以上幾種成形方法的聯合使用來進行鎂合金晶粒細化。
  國內對變形合金MB26(由MB15加入稀土元素釔形成,強度高、密度低)進行的超塑性實驗研究表明:MB26在250~480℃、應變速率1.6×10-3~4.1×10-2S-l的寬范圍內有超塑性;在350~450℃范圍內有良好的塑性,延伸率高于520%;在400℃、應變速率1.17×10-2 S-l的條件下,延伸率甚至達到1450%,流動應力僅為8MPa。
  國外對鎂合金MB2(A231)的超塑性實驗研究表明:該鎂合金在變形速率0.5×10-2s-1,及350~500℃時有超塑性現象,晶粒尺寸由初始250p.m降至50pm,在300~400℃范圍內獲得的最大延伸率為170%。
  3.熱沖鍛
  熱沖鍛是沖壓變形方式與局部壓入變形方式相結合的復合塑性成形技術,其特點是使用板材毛坯,將毛坯和模具都加熱到接近于等溫模鍛的條件下,在模具壓下過程中,完成零外廓形狀的沖壓成形,同時實現對局部凸微結構(如局部凸臺、凸筋等)的體積成形,如圖7-23所示為熱沖鍛殼體。這種成形技術可以很好地解決沖壓件局部體積結構成形問題,例如計算機、電子通訊產品、儀器儀表、車輛的外殼件等,成形材料目前多是鎂合金、鋁合金、銅合金等有色金屬。其生產可在普通鍛壓機床上進行。
  鎂合金薄殼件沖鍛成形主要的特點是:局部凸微結構和側壁可以同時成形;加熱溫度下可同時進行彎曲、拉深、鍛造等復合成形;成形速度快,生產率高;成形后晶粒細化,可以改善產品的力學性能;表面質量好,后續加工少。由于鎂合金產品的應用領域與熱沖鍛技術的特點具有很好的契合,鎂合金熱沖鍛的研究開發是非常有意義的工作,可以在某種程度上用沖鍛技術實現與壓鑄和注塑技術的互補。
  鎂合金熱沖鍛技術的關鍵在于模具設計,以及模具溫度、變形程度與變形速度、潤滑技術等參數的控制。為避免零件在成形過程中出現裂紋和充不滿等缺陷,沖鍛過程一般分為粗鍛和精鍛兩次成形。粗鍛和精鍛成形過程在變形程度、加熱溫度、模鍛斜度和圓角半徑等方面都有較大差別,只有精確控制這些工藝參數才能保證獲得優質零件。
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