本发明属于镁合金板材热冲压技术领域,具体涉及一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法。
背景技术:
镁合金有具有密度低、比强度高、比刚度高、抗震性好、抗电磁屏蔽性能好、良好的兼容性以及可回收再利用的特点,镁合金无论是作为结构材料还是功能材料都有很大的应用潜力,但是镁合金的塑性变形能力较差,主要原因有:常用镁合金属于密排六方结构,在室温下的塑性变形能力差,滑移系少,只有在基面滑移系能开动,这是塑性变形能力差的根本原因;经过轧制获得的镁合金板材具有较强的基面组织,这种基面组织不利于板材的拉深成型,对镁合金板材的冲压成型带来了难度;由于以上原因,镁合金板材在温室下难以冲压成型,随着温度的升高,由于镁合金动态回复、动态再结晶的作用以及非基面滑移系的开动,使镁合金板材在高温条件下具有较好的成型能力,与其他金属相比,镁合金单位面积比热容地,散热更快,因此在实际薄板加热转运至冲压模具的过程中,常常由于镁合金薄板热量散失使其温度大幅降低,导致成形温度不易控制,废品率高。
目前镁合金板材的冲压生产,通常采用减小温降,可以提高热炉的加热温度,缺点是耗能高,镁合金板材表面氧化严重,冲压件的尺寸精度差,二是用模具来加热镁板坯料,缺点是生产效率降低,因此,如何提高镁合金板材热冲压的合格率和生产效率是需要解决的技术问题。
技术实现要素:
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至120-160℃,将冲压板材的模具预热至200-240℃并保温至冲压完成,将镁合金板材在温度为300-500℃中保温20-50分钟,然后在其表面喷射温度为60-80℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为1.5-2.5%,然后在温度为70-80℃的远红外线处理25-30分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,板材定位后开始冲压,冲压完成后出料即得。
作为对上述方案的进一步改进,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为2-5mm。
作为对上述方案的进一步改进,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
作为对上述方案的进一步改进,所述远红外线的波长为12-25μm。
作为对上述方案的进一步改进,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡。
作为对上述方案的进一步改进,所述冲压时的变形温度为240-280℃,拉深速度为1.2-1.8mm/s,压边力为2.6-3.4n/mm²。
由于镁合金是密排六方结构金属,在常温条件下只有基面一个滑移面,三个滑移系,塑性变形能力差;通过高温加热后用相应的水溶性介质处理,再利用低温远红外线照射,使原子的活动能力增强,非基面滑移系与基面滑移系之间的临界剪切应力差值减小,从而使镁合金的塑性变形能力得到大幅提高,镁合金的冲压成形能力也明显增强,因此能够提高生产效率和成品率。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中方法利用ucona型水溶性介质淬火配合低温远红外线处理能够提高镁合金的冲压成形能力,在输送过程中完成润滑液的喷淋,能够保证润滑液均匀分布的同时缩短生产时间,润滑液的使用能够减少在冲压过程中对镁合金板材表面的损伤;缩短传输时间,并对传输带和成型模具进行预热,能够改善铝合金成形过程中抗时稳定性,进而提高冲压成品率,适用于镁合金板材冲压成形深度要求较高的工艺。
具体实施方式
实施例1
一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至140℃,将冲压板材的模具预热至220℃并保温至冲压完成,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为4mm;
将镁合金板材在温度为400℃中保温35分钟,然后在其表面喷射温度为70℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为2%,然后在温度为75℃、波长为18μm的远红外线处理28分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡;
板材定位后开始冲压,冲压时的变形温度为260℃,拉深速度为1.5mm/s,压边力为3.2n/mm²,冲压完成后出料即得。
其中,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
本发明中步骤(1)处理后镁合金板材的屈服强度从163mpa降到106mpa,屈强比从0.67降到0.42,延伸率从21.5%增加到27.6%,冲压性能得到明显改善。
实施例2
一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至120℃,将冲压板材的模具预热至240℃并保温至冲压完成,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为2mm;
将镁合金板材在温度为500℃中保温20分钟,然后在其表面喷射温度为80℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为2.5%,然后在温度为80℃、波长为25μm的远红外线处理25分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡;
板材定位后开始冲压,冲压时的变形温度为240℃,拉深速度为1.8mm/s,压边力为2.6n/mm²,冲压完成后出料即得。
其中,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
本发明中步骤(1)处理后镁合金板材的屈服强度从163mpa降到103mpa,屈强比从0.67降到0.39,延伸率从21.5%增加到28.2%,冲压性能得到明显改善。
实施例3
一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至160℃,将冲压板材的模具预热至200℃并保温至冲压完成,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为5mm;
将镁合金板材在温度为300℃中保温50分钟,然后在其表面喷射温度为60℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为1.5%,然后在温度为70℃、波长为12μm的远红外线处理30分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡;
板材定位后开始冲压,冲压时的变形温度为280℃,拉深速度为1.2mm/s,压边力为3.4n/mm²,冲压完成后出料即得。
其中,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
本发明中步骤(1)处理后镁合金板材的屈服强度从163mpa降到107mpa,屈强比从0.67降到0.41,延伸率从21.5%增加到28.3%,冲压性能得到明显改善。
实施例4
一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至140℃,将冲压板材的模具预热至220℃并保温至冲压完成,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为4mm;
在镁合金板材表面喷射温度为70℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为2%,然后在温度为75℃、波长为18μm的远红外线处理28分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡;
板材定位后开始冲压,冲压时的变形温度为260℃,拉深速度为1.5mm/s,压边力为3.2n/mm²,冲压完成后出料即得。
其中,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
本发明中步骤(1)处理后镁合金板材的屈服强度从163mpa降到151mpa,屈强比从0.67降到0.63,延伸率从21.5%增加到22.8%,冲压性能改变不大。
实施例5
一种提高镁合金板材热冲压成形能力的方法,包括以下内容:
(1)将运送板材的输送带预热至140℃,将冲压板材的模具预热至220℃并保温至冲压完成,所述成型模具包括凸模和凹模,冲压深度为4mm;
将镁合金板材在温度为400℃中保温35分钟,然后在其表面喷射温度为70℃的ucona型水溶性介质,ucona型水溶性介质的质量浓度为2%,然后在温度为75℃的条件下烘制30分钟;
(2)在15s内将输送至成型模具中,在输送过程中两面分别喷淋润滑液,所述润滑液为hr-13as水溶性冲压润滑剂,喷涂量为12-18g/㎡;
板材定位后开始冲压,冲压时的变形温度为260℃,拉深速度为1.5mm/s,压边力为3.2n/mm²,冲压完成后出料即得。
其中,所述镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。
本发明中步骤(1)处理后镁合金板材的屈服强度从163mpa降到106mpa,屈强比从0.67降到0.65,延伸率从21.5%增加到21.8%,冲压性能改变不大。