一种镁合金筒形件的超声旋压成型工艺的制作方法
【专利摘要】一种镁合金筒形件的超声旋压成型工艺是针对镁合金在旋压成型塑性变形时，因其塑性变形差，在大变形旋压过程中易出现鼓包、失稳、成型工艺不易控制的问题，提供的在传统旋压成型设备的基础上引入超声发生加工装置，使得在超声旋压装置下获得薄壁、高强度的镁合金筒形件，本发明加工工艺先进，加工制备的镁合金旋压筒形件组织为尺寸细小的孪生组织和再结晶组织，如原始筒坯壁厚20mm的镁合金铸态筒坯，在超声旋压加工后获得的壁厚为1mm的薄壁筒形件，其最终筒形件的平均维氏硬度为124.7HV，抗拉强度为285Mpa，伸长率为3.2%，是十分理想的用于镁合金的塑性成型工艺。
【专利说明】一种镁合金筒形件的超声旋压成型工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镁合金筒形件的热加工工艺，特别是一种镁合金的超声旋压塑性 成型工艺。
【背景技术】
[0002] 基于较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、切削加工、尺寸稳定性等性能和资源 丰富的优势，镁合金材料被认为是21世纪最具发展潜能的环保节能型结构材料。
[0003] 镁合金根据其成型方法可分为铸造镁合金和变形镁合金。目前压铸镁合金产品的 用量大于变形镁合金产品，但是经过铸造、挤压或轧制等工艺生产出的镁合金具有更高的 强度，更好的延展性，具有铸造镁合金产品所无法取代的优良性能。
[0004] 镁合金材料的晶体结构均为密排六方结构，c/a值接近理想值1. 633,滑移系少。 在室温下只有一个滑移面（〇〇〇 1)面，该滑移面上有三个密排方向
【权利要求】
1. 一种镁合金筒形件的超声旋压成型工艺，其所述镁合金筒形件的超声旋压成型工艺 是在超声旋压成型设备上进行的；所述超声旋压成型设备设置有旋压设备底座（18)及其 旋压设备控制柜（1)和超声波发生器（19)，其中，旋压设备控制柜（1)通过旋压设备底座 (18)由连接导线I (23)连接，超声波发生器（19)与超声旋压成型设备底座（18)由连接导 线II (24)连接； 所述超声旋压成型工艺如下： (一） 选取所需被加工的铸态镁合金棒料，并将镁合金棒料加工成壁厚为20mm，长度 为100mm的镁合金筒述（15); (二） 将镁合金筒坯（15)置放于超声旋压设备主轴（8)上，一端由三爪卡盘（9)固定， 利用电阻加热恒温箱（16)对超声旋压设备主轴（8)、镁合金筒坯（15)、旋轮（14)和对称旋 轮（17)加热至380°C ±5°C，保温； (三） 对镁合金筒坯（15)进行七道次超声旋压成型加工：首先开启超声波发生器开关 (20)，再开启旋压设备控制柜（1)，使整个超声旋压装置在设定程序控制下，在电阻加热恒 温箱（16)中，对镁合金筒坯（15)进行多道次超声旋压成型加工，旋压成型为镁合金筒形件 半成品； (四） 对镁合金筒坯（15)进行多道次超声旋压成型工序中，超声波发生器（19)输出 信号，将超声发生器产生的超声波经超声波换能器（11)和超声波变幅杆（12)转换成高频 率的、一定周期作用的机械能，实现超声振动频率为20~30kHz，振幅为30~40 y m的振动波， 并将其直接作用于旋轮（14)和对称旋轮（17)，开启旋压设备开关后，超声旋压设备主轴 (8)带动镁合金坯料作回转运动；旋轮（14)和对称旋轮（17)在各自控制驱动下按所设下 压比及其压力作用下，使镁合金坯料以塑性变形方向发生塑性变形延伸； (五） 对镁合金筒形件半成品进行多道次超声旋压成型工序后，对镁合金筒形件毛边 进行休整，使其边缘光整； (六） 对休整后的镁合金筒形件进行去应力热处理、机械加工和表面处理，即获得超 声旋压成型的镁合金筒形件。
2. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述超声旋压设备主轴（8)的转速是 500r/min，旋轮（14)的进给速度是150mm/min。
3. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述多道次超声旋压成型工序的道次是 七道次。
4. 如权利要求3所述的超声旋压成型工艺，其所述七道次的减薄量分别是：3. 0mm、 3. 0mm、3. 0mm、3. 0mm、L 5mm、L 0mm 和 0? 5mm 〇
5. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述旋轮（14)和对称旋轮（17)的进给 方向与镁合金筒坯（15)发生塑性变形延伸方向一致。
6. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述超声旋压成型工艺的加工工序中， 镁合金筒坯（15)的内表面和超声旋压设备主轴（8)上是涂抹有二硫化钥润滑剂。
7. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述超声旋压成型工艺的加工工序中， 对其旋压成型加工设备进行循环冷却。
8. 如权利要求1所述的超声旋压成型工艺，其所述将镁合金棒料加工成壁厚为20mm， 长度为100mm的镁合金筒坯（15)，后在七道次超声旋压成型工序中获得壁厚为1mm的薄壁 筒形件，其筒形件的平均维氏硬度为124. 7HV，抗拉强度为285Mpa，伸长率为3. 2%。
【文档编号】B06B1/06GK104438536SQ201410745682
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】王文先, 张婷婷, 王保东, 曹晓卿, 陈焕明 申请人:太原理工大学