[發明專利]測定鎂合金板料塑性成形性能的裝置及其方法

無效

• 申請號: 201110372342.2
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102384876A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 馬新武;趙國群;呂良;宋立彬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N3/28
• 分類號: G01N3/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本發明涉及輕合金板料塑性成形技術領域，尤其涉及一種測定鎂合金板料塑性成形性能的裝置及其方法。

背景技術

鎂合金是目前世界上最輕的金屬結構材料，具有比強度和比剛度均高、導熱導電性能好、阻尼減震性和電磁屏蔽性都很強、廢料易回收等優點，廣泛應用于航空航天、電子和汽車等行業，被譽為“21世紀的綠色工程金屬結構材料”。由于鎂是密排六方晶體結構，常溫下鎂合金塑性差，很難成形，因此大部分鎂合金制品都是通過鑄造的方法成型，很少采用塑性加工的方法成型，這就限制了鎂合金的應用范圍。研究表明，隨著溫度的升高，鎂合金再結晶開始發生，滑移系增多，塑性大大提高，這就為鎂合金熱成形工藝提供了可能。近年來，鎂合金板料熱沖壓成形已成為鎂合金應用新的研究熱點。通過塑性加工的方法得到的鎂合金熱沖壓制品具有良好的力學性能和表面質量，因此鎂合金熱沖壓成形工藝將有著更廣泛的應用范圍。

鎂合金板料的塑性成形性能是確定鎂合金熱沖壓成形工藝的依據，并決定著其加工的成敗。為了衡量不同鎂合金材料的熱沖壓成形能力，需要測定鎂合金板料的塑性成形性能。鎂合金板料沖壓成形時，板料需要加熱到一定的溫度(大約150～300℃)，因此需要測定鎂合金板料在不同溫度下的塑性成形性能，這與測定常溫條件下成形材料的塑性成形性能的方法和裝置有所不同。

對于常溫條件下成形的金屬板料，其塑性成形性能的測定可以采用國家標準GB/T4156-1984“金屬杯突試驗方法”進行。其測試方法是：用頭部為規定尺寸球形的凸模，將夾緊在凹模與壓邊圈間的試樣壓入凹模內，直至出現穿透試樣厚度的裂縫為止。測量凸模頂端壓入試樣的深度作為杯突值，用以反映材料在拉脹成形時的塑性變形性能。金屬杯突實驗適用于測定厚度為0.2～2mm、寬度等于或大于90mm金屬板和帶的塑性變形性能。杯突實驗通常都是在專用設備杯突實驗機上進行的。對于鋁合金板料，其塑性變形性能的測定可以采用有色金屬行業標準YS/T?419-2000“鋁及鋁合金杯突試驗方法”，該標準適用于0.1mm～3mm厚的鋁及鋁合金板料、帶、箔材。鋁杯突試驗與金屬杯突試驗方法和裝置基本相同，對于厚度大于2mm的鋁板，鋁杯突試驗用的凹模尺寸有所不同。

以上測定金屬板材塑性成形性能的杯突試驗都是在常溫下(10～30℃)進行的，顯然不能用于測定鎂合金板材在一定溫度條件下的塑性成形性能。另外，杯突實驗都是在專用設備杯突試驗機上進行的，要求設備提供一定的夾緊力，這就使得杯突試驗很難在通用的材料試驗機上進行。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術試驗方法不能測定鎂合金板材在特定溫度條件下的塑性成形性能，以及試驗需要專用設備的問題；提供一種測定鎂合金板料塑性成形性能的裝置及其方法；能夠測定不同厚度的鎂合金板料從室溫到300℃之間，以不同變形速度、不同潤滑條件下的塑性成形性能。該試驗可以在各種通用材料試驗機或液壓機上進行，不需要提供夾緊力或壓邊力，試驗裝置具有結構簡單、更換試件方便等優點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種測定鎂合金板料塑性成形性能的裝置，包括沖頭，底座，凹模，凹模與底座聯接，凹模通過壓邊圈與底座聯接，凹模與壓邊圈的中間為圓孔，在凹模圓孔外側的平面與壓邊圈圓孔外側的平面對應位置處分別設有相配合的凹槽和凸臺。

所述凹槽為設在壓邊圈靠近邊緣位置處的圓環形凹槽，所述凸臺為設在凹模上的與圓環形凹槽相配合的圓環形凸起。

所述凹模與壓邊圈通過螺栓連接。

底座兩側設側槽，與底座側槽相對應的壓邊圈兩側設側壁，壓邊圈的側壁與底座的側槽配合連接。

壓邊圈的前部安有把手。把手便于組裝體插入模架和從模架抽出。

壓邊圈上加工試件定位槽。定位槽便于試件定位。

所述沖頭，底座，凹模，壓邊圈設在加熱箱內，加熱箱上壁設有開口I，加熱箱下壁設有開口II。沖頭通過加熱箱的下壁的開口II固定在工作臺上，沖頭從底座的圓孔進入，沖頭與圓孔之間為間隙配合、在安裝實驗裝置時可以方便固定沖頭和模架的位置。

加熱箱采用電阻絲加熱，加熱箱內設有風扇鼓風熱循環；所述加熱箱采用PID控制。

一種測定鎂合金板料塑性成形性能的方法，包括以下步驟：

1)將鎂合金板料試件放置在壓邊圈上，把凹模放置在試件上面，將凹模和壓邊圈連接并壓緊形成一組裝體，在壓邊圈凹槽和凹模凸臺作用下、試件邊緣形成一圈壓邊筋；