[实用新型]高效电致塑性冲压成型装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种高效电致塑性冲压成型装置，其通过与压边装置绝缘的一对电连接装置将高能脉冲电流施加到金属板材，在室温下即可同步完成对金属板材，如镁合金薄板、铝合金薄板、铜薄板、各类钢薄板等的电致塑性处理和成型。

【背景技术】

被称为“绿色金属材料”的镁合金具有密度小、比强度高、电磁屏蔽性能好等优点。除了广泛应用于汽车行业、航空航天行业外，还应用于计算机、通信、消费电子等行业，已成为当前及未来发展的主流，镁合金板材在电池行业也受到了极大的关注，旨在干电池的制造中替代锌合金板材。但由于镁合金的密排六方结构的影响，使得镁合金板材在室温下塑性变形能力很差，在成型时容易开裂，因而产生很高的报废率，所以镁合金板材冲压成型必须在高温下进行。

现行镁合金板材冲压成型工艺是：将模具加热到380℃，通过热传导，使得板材成型时温度控制在320℃-350℃之间。显然，该工艺耗能大，操作难度高，工作环境恶劣。在高温条件下冲压的镁合金制品表面质量差，产品合格率低，难以满足市场的需求。由于镁合金导热系数大，冲压成型时板材温度难以准确控制，进一步降低了工艺实施的效率，造成生产能力低下。而模具长期处于高温状态，除了耗能外，使得模具磨损加速，工作寿命大为缩短，更换模具又将增加新的成本投入，增加了镁合金板材的加工成本，浪费了资源。

专利号为200720045596.2的专利提出了一种金属板材冲压装置，该装置在一定程度上可以解决上述问题，但其通过凸模—凹模或者压边装置—凹模将高能脉冲电流导入金属板材，由于存在高能脉冲电源两输出端直接连接于凸模—凹模或者压边装置—凹模的问题，因而较难应用于实际生产。

【发明内容】

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种高效电致塑性冲压成型装置，其金属板材与凹模绝缘之间设绝缘膜，通过与压边装置绝缘的一对电连接装置将高能脉冲电流施加到金属板材，在室温下即可同步完成金属板材的电致塑性处理和成型，降低了金属板材成型温度，改善了产品表面质量和产品力学性能，降低了电能的消耗。

本实用新型高效电致塑性冲压成型装置，包括凸模、凹模、用以将被冲压金属板材抵压于凹模上的压边装置，以及一高能脉冲电源；还包括：

两个电连接装置，它们分别安装在压边装置两边，并且与压边装置绝缘；两个电连接装置分别连接于所述的高能脉冲电源的两输出端；以及，

一绝缘膜，用于将所述金属板材与凹模绝缘；当合模冲制金属板材时，高能脉冲电源通过两个电连接装置导入脉冲电流至金属板材同步进行电致塑性处理和成型。

所述电连接装置包括铜电极和包覆铜电极的绝缘壳，铜电极外端面延伸出用于接高能脉冲电源的连接杆，电连接装置嵌置于压边装置一边的截面为倒梯形的容置腔中，铜电极的用于接触所述金属板材的接触面和压边装置下表面齐平。

所述电连接装置可以包括铜电极和包覆铜电极的绝缘壳以及弹簧板，铜电极外端面延伸出用于接高能脉冲电源的连接杆；电连接装置嵌在压边装置一边的截面为T形的容置腔中，弹簧板安装于电连接装置的绝缘壳与压边装置内T形容置腔顶面之间，铜电极的用于接触所述金属板材的接触面低于压边装置下表面0.1-0.3mm。

所述电连接装置还可以包括铜电极和绝缘杆，绝缘杆一端固定于压边装置的安装孔中，铜电极安装于绝缘杆另一端的通孔，且铜电极下段套置压缩弹簧，铜电极的上段为接高能脉冲电源的连接部。

本实用新型高效电致塑性冲压成型装置，在金属板材与凹模之间设绝缘膜，通过与压边装置绝缘的一对电连接装置将高能脉冲电流施加到金属板材，在室温下即可同步完成金属板材的电致塑性处理和成型，降低了金属板材成型温度，改善了产品表面质量和产品力学性能，成品率提高；而且安装方便，在设备侧无须采取任何绝缘措施，使用安全，避免了电能在压边装置和凹模上的损耗，进一步提高了电能的利用率。

在金属板材冲压时直接施加高能脉冲电流，能提高迁移电子对位错运动的作用，使得金属板材再结晶温度进一步降低，能在更低的温度下冲压成型。电致塑性效应作用的增强，使得动态再结晶的形核率增加，晶核长大得以延长，从而获得更加细化的晶粒，大幅度提高了产品的力学性能。

本实用新型装置广泛适用于镁合金板材、铝合金板材、铜板材、各类钢板材等金属板材的电致塑性处理和成型。

【附图说明】

图1为本实用新型的实施例1结构示意图；

图2为其高能脉冲电源示意图；

图3a为图1中电连接装置和压边装置结合部的A-A局部剖视放大图；