[發明專利]鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形方法及成形模具

有效

• 申請號: 201110402019.5
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102513485A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 宋鴻武;張士宏;陳巖;程明
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J1/06;B21J3/00;B21J13/02
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及鎂合金的鍛造加工技術，尤指一種具有復雜外型結構(如：螺絲柱、加強筋、卡扣、鉸接凸緣等)鎂合金薄壁件(如：筆記本外殼等)的兩步驟熱沖鍛成形方法及其專用模具。

背景技術

隨著筆記本的不斷發展，筆記本的外殼材料也呈現出更加多元化的趨勢，從一開始的表面粗糙塑料外殼，到現在表面光滑的金屬外殼，筆記本外殼的作用主要表現在“保護、散熱、美觀”這三個方面。因此，筆記本外殼材料要求強度高、耐熱、具有電磁屏蔽性、尺寸穩定和外觀性好等特點。而鎂合金外殼具備以上幾乎所有優點，是筆記本外殼的最佳可選材料。

目前，制備鎂合金筆記本外殼的主要方法有沖壓焊接成形和壓鑄成形兩種方法，由于鎂合金自身性能的缺陷，導致這兩種方法在工藝和產品質量方面還存在巨大的問題，這一點制約著鎂合金比較本外殼的發展。近年來，隨著板材沖鍛成形工藝的成熟與發展，一些研究人員已經將這一技術應用到筆記本外殼的生產制造領域中。然而，在鎂合金沖鍛成形中也遇到了的種種難以解決的問題，如沖鍛成形壓力大、鎂合金金屬流動性差、局部突起的復雜性結構成形困難，并且由于沖鍛壓力大，沖鍛成形件與模具貼合緊密，導致取件困難，由于壓力巨大，下模頂出機構的設計也受到了極大的限制。

發明內容

本發明主要目的是提供一種鎂合金薄壁件(如：筆記本外殼等)兩步驟熱沖鍛成形方法及其專用模具，解決了鎂合金筆記本外殼沖鍛成形壓力大的問題，同時解決由于巨大壓力帶來的后續問題，而兩步沖鍛法成形性好，表面質量高，開啟鎂合金筆記本沖鍛成形市場化的先河。

本發明的技術方案是：

一種鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形方法，采用兩步驟沖鍛成形，初步沖鍛為局部復雜結構聚集材料，形成預定的鎂合金薄壁件外殼半成品，最終沖鍛形成鎂合金薄壁件外殼，包含有下列步驟：

1)下料：制備所需尺寸的鎂合金板材；

2)加熱坯料：加熱坯料到350～400℃，加熱時間為3～10分鐘；

3)加熱模具：對模具的凸、凹模進行加熱，使模具溫度維持在300～350℃，此時，凸、凹模處于閉合狀態；

4)初步沖鍛成形：使用初鍛模具，坯料與模具均勻涂抹潤滑劑，并將坯料迅速放入下模，上模快速下行，初道次預成形，為局部復雜結構聚集材料，形成預定的鎂合金薄壁件半成品；

5)最終沖鍛成形：重復2)、3)步驟后，使用終鍛模具，坯料與模具均勻涂抹潤滑劑，坯料放入模具，沖鍛成形鎂合金薄壁件外殼；

6)修邊、表面處理：切除成形件多余邊角料，去除殘留油污，采用微弧氧化對沖鍛成形件進行表面處理。

所述的鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形方法，鎂合金板材為軋制板或者擠壓板，其厚度為2～3mm，表面粗糙度不低于Ra0.4微米。

所述的鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形方法，局部復雜結構為螺絲柱、加強筋、卡扣、鉸接凸緣。

所述的鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形方法，潤滑劑為二硫化鉬鋰基脂。

所述的鎂合金筆記本外殼兩步驟熱沖鍛成形方法的專用成形模具，鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形模具分別是兩步驟熱沖鍛成形的初鍛模具與終鍛模具；

初鍛模具設有下模板、凸模外套、凸模、凸模墊板、凹模、凹模固定板、上模板，其中：凹模通過凹模固定板固定于上模板，凸模置于凸模外套中，凸模與凸模外套放置于凸模墊板，并整體固定于下模板；

終鍛模具設有下模板、凸模墊板、頂出彈簧、凸模外套、凸模、凸模模芯、凹模、凹模固定板、上模板，其中：凹模通過凹模固定板固定于上模板，凸模與凸模模芯置于凸模外套內，凸模模芯設置于凸模中心，凸模外套、凸模、凸模模芯下部墊有凸模墊板，凸模墊板中心開孔，所述孔中裝有頂出彈簧于凸模模芯底部，凸模模芯、凸模外套、凸模、凸模墊板組成的整體固定于下模板上。

所述的鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形模具，初鍛模具與終鍛模具兩套模具均采用凹模在上、凸模在下的倒裝結構。

所述的鎂合金薄壁件兩步驟熱沖鍛成形模具，凹模與凸模上下相對設置，凹模固定板與上模板分別通過定位銷定位、通過螺栓連接，下模板、凸模墊板和凸模外套分別通過定位銷定位、通過螺栓連接，上模板的通孔中裝有導套，下模板的通孔中裝有導柱，導柱通過伸進導套中與導套滑動配合。