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镁合金的等温成形

2019-12-06 14:08 ?浏览:

镁合金的等温成形主要是指等温模锻与挤压,其特点是:坯料和模具温度相等,波动范围尽可能地保持在很小范围内变化;变形速率低,因而锭坯工艺塑性大为提高,可制造尺寸相当精密的复杂工件。
  装备与模具
  成温成形速度慢,所以通常使用液压机,并应具备以下功能:
  1.可灵活地调速,工作行程内的调速范围0.1mm/s~0.001mm/s;
  2.可保压,工作滑块可在工作压下保压30min以上;
  3.有足够高的封闭高度与大的工作台面,可方便地安装模具、加热装置、冷却板、隔热板等;
  4.有顶出装置与温度控制系统。
  如果没有专业设备,也可采用工作行程速度较低的其他液压机。必要时可于油路中安装调速系统,以使滑块具有所需要的速度。
  镁合金的等温成形模具可采用热作模具钢如4Cr5MoV1Si钢制造。在工作过程中,可用感应加热法或电加热器加热,使其保持在既定的温度。加热器的功率可按下式计算:
  N=[G(T2-T1)c]/(0.21tη)
  式中:N——加热功率,KW;G——被加热的金属质量,kg;C——被加热金属的比热容,J/(kg·k),钢的比热容C=481.5J/(kg·k);T1——加热前温度,℃;T2——加热目标温度,℃;t——所需加热时间,s;η——效率,为0.35~0.40。
  在设计等温锻造模具时,模具的尺寸精度应高于普通模锻的。闲式等温模锻模多为??诘枷?,间隙0.10mm~0.12mm;开式等温锻??捎玫贾枷?,导柱高度与直径之比应≤1.5,导柱与导向孔的双面间隙取决于导柱直径,一般取0.08mm~0.25mm。
  等温模锻无飞边冷却问题,因而飞边槽尺寸相同时,桥部阻力小于常规模锻的。因此可采用小飞边槽。
  在等温状态下,锻件收缩值决定于模具与锻件材料的线膨胀系数,收缩量可按下式计算:
  △=(t2-t1)(α1-α2)L
  式中,t2、t1分别为室温与模锻温度,℃;α1——锻坯线膨胀系数,α2——模具线膨胀系数,1/℃;L——模具尺寸,mm;△——收缩量,mm。
  等温模锻工艺与应用
  镁合金等温模锻工艺制造的制订应考虑材料的流动应力低、塑性高、氧化少、模具材料承载能力等。MB3及MB8镁合金的等温模锻工艺参数见下表。
  现在以飞机上机匣为例说明等温模锻的应用。所用合金MB15,锻件形状复杂,中部为轮毂,外周有4个不均匀分布的凸耳和6条径向分布的高筋。筋的最大高宽比为9.2,凸耳受力大,流线应沿其几何形状分布,不允许流线紊乱、涡流及穿流存在,晶粒尺寸应细小均匀。该锻件的几何尺寸较大,水平投影面积0.4m2。
  上机匣锻件各部位体积的分布不均匀,模锻前应制坯。镁合金在一次大变形量锻压后,会出现大量新生表面,粘模现象特有发生,还可能产生折叠缺陷。因此,模锻后需进行酸洗、修伤、再进行第二次锻压,所以,上机匣的制造工序:制坯→模锻→精锻。模锻温度360℃,精锻温度350℃。
  模具加热可在其内部设置电阻加热器实现。凹模为镶块式组合结构,在4个凸耳处设置镶块。由于上机匣尺寸较大,一般需用120MN~150MN锻压机,如采用局部施加压力法和分流法制造,有50MN挤压机就可以了。
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