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鎂合金的等溫成形

2019-12-06 14:08 ?瀏覽:

鎂合金的等溫成形主要是指等溫模鍛與擠壓,其特點是:坯料和模具溫度相等,波動范圍盡可能地保持在很小范圍內變化;變形速率低,因而錠坯工藝塑性大為提高,可制造尺寸相當精密的復雜工件。
  裝備與模具
  成溫成形速度慢,所以通常使用液壓機,并應具備以下功能:
  1.可靈活地調速,工作行程內的調速范圍0.1mm/s~0.001mm/s;
  2.可保壓,工作滑塊可在工作壓下保壓30min以上;
  3.有足夠高的封閉高度與大的工作臺面,可方便地安裝模具、加熱裝置、冷卻板、隔熱板等;
  4.有頂出裝置與溫度控制系統。
  如果沒有專業設備,也可采用工作行程速度較低的其他液壓機。必要時可于油路中安裝調速系統,以使滑塊具有所需要的速度。
  鎂合金的等溫成形模具可采用熱作模具鋼如4Cr5MoV1Si鋼制造。在工作過程中,可用感應加熱法或電加熱器加熱,使其保持在既定的溫度。加熱器的功率可按下式計算:
  N=[G(T2-T1)c]/(0.21tη)
  式中:N——加熱功率,KW;G——被加熱的金屬質量,kg;C——被加熱金屬的比熱容,J/(kg·k),鋼的比熱容C=481.5J/(kg·k);T1——加熱前溫度,℃;T2——加熱目標溫度,℃;t——所需加熱時間,s;η——效率,為0.35~0.40。
  在設計等溫鍛造模具時,模具的尺寸精度應高于普通模鍛的。閑式等溫模鍛模多為??趯?,間隙0.10mm~0.12mm;開式等溫鍛??捎脤е鶎?,導柱高度與直徑之比應≤1.5,導柱與導向孔的雙面間隙取決于導柱直徑,一般取0.08mm~0.25mm。
  等溫模鍛無飛邊冷卻問題,因而飛邊槽尺寸相同時,橋部阻力小于常規模鍛的。因此可采用小飛邊槽。
  在等溫狀態下,鍛件收縮值決定于模具與鍛件材料的線膨脹系數,收縮量可按下式計算:
  △=(t2-t1)(α1-α2)L
  式中,t2、t1分別為室溫與模鍛溫度,℃;α1——鍛坯線膨脹系數,α2——模具線膨脹系數,1/℃;L——模具尺寸,mm;△——收縮量,mm。
  等溫模鍛工藝與應用
  鎂合金等溫模鍛工藝制造的制訂應考慮材料的流動應力低、塑性高、氧化少、模具材料承載能力等。MB3及MB8鎂合金的等溫模鍛工藝參數見下表。
  現在以飛機上機匣為例說明等溫模鍛的應用。所用合金MB15,鍛件形狀復雜,中部為輪轂,外周有4個不均勻分布的凸耳和6條徑向分布的高筋。筋的最大高寬比為9.2,凸耳受力大,流線應沿其幾何形狀分布,不允許流線紊亂、渦流及穿流存在,晶粒尺寸應細小均勻。該鍛件的幾何尺寸較大,水平投影面積0.4m2。
  上機匣鍛件各部位體積的分布不均勻,模鍛前應制坯。鎂合金在一次大變形量鍛壓后,會出現大量新生表面,粘?,F象特有發生,還可能產生折疊缺陷。因此,模鍛后需進行酸洗、修傷、再進行第二次鍛壓,所以,上機匣的制造工序:制坯→模鍛→精鍛。模鍛溫度360℃,精鍛溫度350℃。
  模具加熱可在其內部設置電阻加熱器實現。凹模為鑲塊式組合結構,在4個凸耳處設置鑲塊。由于上機匣尺寸較大,一般需用120MN~150MN鍛壓機,如采用局部施加壓力法和分流法制造,有50MN擠壓機就可以了。
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