[發明專利]一種鎂合金板材沖壓鍛造復合成型方法

有效

• 申請號: 201910543991.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110293148B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 董斌斌;李云良;任兵
• 申請（專利權）人: 上海正璽新材料科技有限公司
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B21J5/00;B21J13/02;B21D22/20;B21D37/10;B21D37/16;B21C51/00;C22F1/06
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 陳少凌;郭國中

本發明公開了一種鎂合金板材沖壓鍛造復合成型方法；其工藝過程為板材退火、板材落料、板材預熱、拉深成型、拉深件退火、鍛壓預成型、鍛壓成型。其特點是在傳統沖壓拉深成型的基礎上，進行模鍛加工，將拉深件的立面鍛粗并模鍛至所需外形、減小底邊圓角半徑、增大底面材料局部厚度。與傳統沖壓成型相比，該方法可生產出外形更加復雜的產品。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，具體涉及一種鎂合金板材沖壓鍛造復合成型方法。

背景技術

在鎂合金沖壓加工領域，現有的方法有等溫沖壓成型方法、差溫沖壓成型方法以及在前兩者基礎上的分步沖壓成型方法等，但以上方法均無法加工出厚度有明顯差異的結構件。

在金屬模鍛方面，一般是將餅狀金屬坯錠放入模具中，通過模具的擠壓，使金屬坯錠內部產生流動，最終形成模具內腔的形狀，這種加工方式對模鍛機的下壓力要求極高，設備投入較大，生產成本高。

通過對現有專利文獻的檢索發現，申請號為CN201710343329的中國發明專利申請公開了一種采用高強鋼板作為坯料且力學性能相對較好的沖壓鍛造復合成型工藝，然而，其無法應用于鎂合金材料成型。原因主要在于：該專利申請方法適用于原材料為鋼板的成型加工，在加工過程中，需將鋼材加熱至奧氏體化溫度(奧氏體化可以大大提高鋼材的塑性)；而鎂合金材料的塑性極差，在升溫過程中也不會出現奧氏體化現象，在塑性應變比較大的成型過程中，無法一次成型，需進行多步去應力退火。

而在鎂合金復雜外形零件成型方面，一般采用鑄造、壓鑄或機加成型。但鑄造和壓鑄件的力學性能較低，壓鑄件尤甚；機加所需工時較長，成本高。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種鎂合金板材沖壓鍛造復合成型方法，該方法通過先沖壓、再鍛造的步驟，將板材加工成立面厚度明顯大于原料板材厚度、底面擁有高出原料板材凸臺的殼體。

本發明的目的通過以下技術方案來實現的：

本發明涉及一種鎂合金板材沖壓鍛造復合成型方法，所述方法包括如下步驟：

S1、將預熱鎂合金板材放置于拉深模具的凹模與壓邊模之間，通過控制模具行程，對板材進行拉深成型，直至拉深模具的凸模與凹模之間的重合深度大于拉深工件立面高度；

S2、取出S1制得的拉深工件，在250～400℃條件下退火2～4h；

S3、將退火處理后的拉深工件放置在預鍛壓模具的下凸模上，控制上凹模行程，先利用預鍛壓模具的上凹模和下凸模之間的型腔固定工件，然后使用預鍛壓模具的鍛邊模進行擠壓工件立面，使金屬材料填充滿模具型腔，消除底邊圓角，得預鍛壓成型工件；

S4、將所述預鍛壓成型工件取出，在300℃條件下退火3h；

S5、將退火處理后的預鍛壓成型工件放置在鍛壓模具的下凸模上，控制上凹模行程，先利用鍛壓模具的上凹模和下凸模之間的型腔固定工件，并擠出所需的凸臺，然后使用鍛壓模具的鍛邊模進行擠壓工件立面，鐓粗工件立面，使金屬材料填充滿模具型腔，得鍛壓成型工件。

進一步，所述預熱鎂合金板材是通過將鎂合金板材裁剪為100～1000mm寬度、200～2000mm長度，在250～400℃條件下退火2～4h，取出空冷至室溫；落料成所需外形，在150～250℃預熱5～20min而得。

進一步，所述的鎂合金板材牌號為AZ31B或AZ41或ME20M，厚度為1.5mm～5mm。

進一步，所述拉深模具的凹模與壓邊模內分別設置用于加熱的電阻絲；所述預鍛壓模具的上凹模和下凸模內分別設置用于加熱的電阻絲；所述鍛壓模具的上凹模和下凸模內分別設置用于加熱的電阻絲。

進一步，所述拉深模具的凸模內設置冷卻循環通道，冷卻介質設置為冷卻油。