[發明專利]一種鎂合金薄壁筒形件的交叉旋壓強化方法

有效

• 申請號: 201711079628.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107855394B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 徐文臣;靳學澤;楊川;單德彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/18;B21D37/16
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 賈澤純<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種鎂合金薄壁筒形件的交叉旋壓強化方法，本發明涉及筒形件強化方法領域。本發明要解決傳統鎂合金旋壓工藝制備的鎂合金薄壁筒形件易產生明顯的各向異性，導致鎂合金薄壁筒形件的環向抗拉強度低于軸向抗拉強度的技術問題。方法包括：步驟一、固定鎂合金坯料，預熱；步驟二、預熱至旋壓溫度；步驟三、啟動旋壓機進行強力旋壓；步驟四、改變旋壓機的芯軸轉向，預熱，噴涂潤滑劑，進行下一道次強力旋壓；步驟五、重復步驟四直至得到目標尺寸的鎂合金薄壁筒形件。本發明的方法可用于鎂合金薄壁筒形件的旋壓成形過程，可以有效提高旋壓成形零件的環向力學性能。

技術領域

本發明涉及筒形件強化方法領域。

背景技術

隨著對減重節能要求的提高，輕質薄壁回轉體構件在汽車、航空航天等領域得到越來越廣泛的應用。但是，在實際的服役過程中，不僅要求筒形殼體構件具有很高的尺寸精度，同時要求構件具有一定的承受內壓的能力。而性能最弱的方向是限制筒形殼體構件內承壓能力的短板。因此，降低筒形殼體構件的各向異性，提高構件的綜合力學性能，提高筒形構件內壓承載能力，對于構件輕量化具有重要的現實意義。鎂合金是最輕的金屬結構材料之一，具有廣闊的應用前景。但是由于鎂合金為密排六方結構，變形模式較少，低溫變形時往往形成很強的沿管材徑向的織構，且難以單純利用熱處理方式來消除。因此，如何通過改變旋壓工藝方法降低旋壓管材的織構強度，是一個亟待解決的問題。

目前，強力旋壓是成形鎂合金薄壁筒形件十分有效的方法之一，該方法工裝簡單、高效靈活、材料利用率高，所成形的薄壁筒形件具有很好的綜合性能，在航空航天和兵器領域得到廣泛應用。但是，目前采用傳統多道次單向強力旋壓工藝制造的薄壁筒形件相對于初始管坯環向強化效果低于軸向，在薄壁筒形件上產生明顯的各向異性，限制了鎂合金薄壁筒形件服役性能。

發明內容

本發明要解決傳統鎂合金旋壓工藝制備的鎂合金薄壁筒形件易產生明顯的各向異性，導致鎂合金薄壁筒形件的環向抗拉強度低于軸向抗拉強度的技術問題，提供一種鎂合金薄壁筒形件的交叉旋壓強化方法。

本發明一種鎂合金薄壁筒形件的交叉旋壓強化方法按以下步驟進行：

步驟一：將鎂合金坯料套在旋壓機的芯軸上并固定，將旋壓機的芯軸和鎂合金坯料預熱，然后在旋壓機的芯軸外表面和鎂合金坯料外表面均勻噴涂潤滑劑；

所述將旋壓機的芯軸和鎂合金坯料預熱至150℃；

所述旋壓機的旋輪和壓機的芯軸所用鋼的材質為4Cr5MoSiV1；

所述將鎂合金坯料套在旋壓機的芯軸上時鎂合金坯料與壓機的芯軸之間為過渡配合；

所述在旋壓機的芯軸外表面和鎂合金坯料外表面噴涂的潤滑劑為水基石墨潤滑劑；

步驟二：將旋壓機的芯軸、旋壓機的旋輪和鎂合金坯料預熱至旋壓溫度；

所述旋壓機的芯軸和鎂合金坯料的旋壓溫度為200～450℃；所述旋壓機的旋輪的旋壓溫度為100～150℃；

步驟三：啟動旋壓機進行強力旋壓；

步驟四：改變旋壓機的芯軸轉向，將旋壓機的芯軸、旋壓機的旋輪和鎂合金坯料預熱至旋壓溫度；進行下一道次強力旋壓；

所述旋壓機的芯軸和鎂合金坯料的旋壓溫度為200～450℃；所述旋壓機的旋輪的旋壓溫度為100～150℃；

步驟五：重復步驟四直至得到目標尺寸的鎂合金薄壁筒形件。

本發明的有益效果是：

一、利用本發明生產的鎂合金旋壓筒形件組織微觀組織分布均勻，晶粒尺寸更加細小。由于前后兩道次旋壓方向具有一定的角度，后一道次旋壓變形會對前一道次組織產生更強的剪切作用，使得組織相對于傳統筒形件多道次強力旋壓(各道次旋壓時芯軸旋轉方向不改變)得到更強的細化效果。