[發明專利]一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形方法及裝置

有效

• 申請號: 201810569176.7
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108637074B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 花福安;李建平;楊鵬;丁球科;王貴橋
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D26/031;B21D37/16
• 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

本發明屬于鎂合金薄板成形技術領域，尤其涉及一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形方法及裝置。該裝置主要包括：壓邊圈、凹模、高溫液壓泵、保溫箱、泄壓閥，壓邊圈與凹模通過液壓裝置固定在一起形成模具，并通過模具對其中的坯料施加壓邊力；鎂合金薄板坯料和模具均浸沒在熱油中，當坯料與模具、壓邊圈組合后，坯料與壓邊圈之間形成加載腔，坯料與凹模之間形成背壓腔。加載腔為密閉腔體，其中充滿高壓熱油，高壓熱油作用于坯料，使坯料發生塑性變形，并與凹模相接觸，形成與凹模形狀相同的零件。該方法采用熱油作為傳力介質代替剛性凸模傳遞載荷，降低模具成本，縮短生產準備周期，能很好地提高成形零件的質量，減少缺陷的產生。

技術領域

本發明屬于鎂合金薄板成形技術領域，尤其涉及一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形方法及裝置。

背景技術

沖壓工藝可制造出各種形狀復雜的工件，且性能優于鑄造工件，可避免疏松、氣孔等鑄造缺陷的產生，使鎂合金材料獲得具有更高的強度、更好的延性、更多樣化的力學性能，大大提高產品的機械性能，因此變形鎂合金有望成為本世紀新形的高性能結構材料。目前對鎂合金沖壓工藝的研究已取得初步的成果，而在沖壓工藝中又以拉深工藝較為典形，應用亦較廣。因此，對鎂合金拉深成形工藝的研究已成為鎂合金塑性成形研究的主要問題之一。鎂合金薄板的成形工藝有：冷成形、溫熱成形和磁脈沖成形等。

冷成形包括：機械冷成形和機械-液壓冷成形。鎂合金薄板機械冷成形所用的裝置與普通板材成形的裝置相似，具有結構簡單、使用方便、實用性強、加工制造成本低等優點，但是最終得到的零件容易發生破裂，所能達到的成形極限極限很低。鎂合金薄板機械液壓冷成形相比于機械冷成形，其能達到的成形極限要高一點，但相較于溫熱成形還是很低，并且其最終得到的零件也容易發生破裂。

溫熱成形包括：機械熱成形、機械-液壓熱成形和電輔助圓柱熱成形。機械熱成形，其將電加熱棒放在模具中或者是在模具中加工出供熱的流體介質流動的管道，用來加熱模具，進而加熱板料。雖然可以提高鎂合金薄板的成形極限，但是鎂合金薄板的溫度是不均勻的，另外在成形過程中，鎂合金薄板是暴露在空氣中的，則鎂合金薄板的表面會發生氧化，且該成形工藝得到的零件易發生破裂。機械-液壓熱成形，是通過將電管式加熱元件放置在模具中，進而加熱模具和液體介質，其最后得到的成形件能達到的成形極限相較于機械熱成形有所提高，但在成形過程中，鎂合金薄板的溫度不均勻和氧化的情況依舊存在。電輔助圓柱熱成形，其利用電流經鎂合金板時產生的熱量來加熱鎂合金板的，但該成形過程中只允許電流穿過拉深變形工件的法蘭和與模具圓角相貼的部分的區域，造成鎂合金薄板的溫度是不均勻的。

近年來，有學者提出一種高能率脈動沖擊液壓成形設備(專利號為201621045741.2，授權公告號為CN206169020U)，該設備結合高速沖擊成形和脈動液壓成形二者的優勢，通過多次沖擊完成零件的漸進成形，本質上屬于冷成形，其提高坯料成形極限的程度很有限，而且裝置較為復雜，成本較高。前人研究中所涉及到的成形裝置成本較高，鎂合金薄板的溫度都不均勻，且均未提到通過將成形模具浸沒在熱媒中加熱使得鎂合金板材的溫度均勻，且完全利用熱油來對坯料實施成形控制的工藝。通過將模具及坯料浸沒在熱油中，從而避免其在空氣中加熱出現氧化現象，并且很好地改善在成形過程中坯料各部分所受力的均勻性，且起到潤滑的作用，因此采用熱媒浸沒加熱液壓成形方法，坯料的成形極限高，且能很好地提高成形零件的質量，減少缺陷的產生。

發明內容

本發明的第一目的是在于提出一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形方法，可以有效地減少成形零件缺陷的產生，提高成形零件的質量，坯料的成形極限高。

本發明的第二目的在于提出一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形裝置，可以有效地減少成形零件缺陷的產生，提高成形零件的質量，坯料的成形極限高。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鎂合金薄板熱媒浸沒加熱液壓成形方法，利用熱油取代凸模來傳遞載荷，以實現鎂合金薄板坯料的成形，具體過程如下：