[发明专利]获取优越高温力学性能镁合金成形件的方法及装置

说明书

技术领域

  本发明涉及镁合金成形领域及激光加工领域，特指获取优越高温力学性能镁合金板材成形件的成形装置及方法。主要用于提高镁合金的成形性能及高温力学性能，为镁合金板材塑性成形提供了一种新型有效的技术。

背景技术

  镁合金作为21世纪的绿色工程材料，具有广阔的发展前景。而由于镁合金的特殊结构，镁合金为密排六方晶体结构，在常温下只有基面{0001}三个滑移系数可以发生变形，因此在室温下塑性加工性能很差，这是镁合金塑性加工成形方法较少的重要原因；同时，由于镁合金密度很小、比强度高等优势以及汽车、飞机的减轻趋势，已经广泛应用于航空发动机、汽车发动机及空冷发动机等关键零部件的制造，对于这些关键零部件，它们的服役温度都集中在100°C~300°C之间，这就要求镁合金必须具有良好的高温力学性能及高温抗蠕变性能，但是当前镁合金成形制品在高温环境下（100°C~300°C）使用时，其强度与蠕变性能会大幅度下降，下降幅达可达56%~60%，大大降低了镁合金部件的使用寿命，大大限制了镁合金的使用范围。因此，镁合金室温塑性成形难、高温力学性能与高温抗蠕变性能比较差等缺陷极大地限制镁合金工业化大批量生产及在汽车行业与航空航天领域的应用。

  目前镁合金产品主要采用压铸成形等方法来生产，如公开号为CN1386600A的中国专利，其成形方法是：先用将镁合金加热到620°C~720°C，使其熔化；然后将熔化的镁合金注入到模具中去，最后通过压铸机来压铸成形；如公开号为CN101386946A的中国专利，其成形方法是：先配置好镁合金中各种元素的含量，然后放入熔炼机中进行熔炼；最后压铸成形。虽然这些方法可以以高镁合金的铸造性能，可以铸造处各种形状的复杂零件，但是也存在一些不足：(1)产品规格尺寸受限、力学性能较差，；(2)各种铸造缺陷如疏孔、气孔、缩孔和夹杂难以避；(3)整个成形过程中需要用到众多复杂的模具；(4) 镁合金成形件高温高强度及高温抗蠕变性能等高温力学性能比较差；(5)都是在高温低应变速率下成形，且成形件容易氧化等；(6)无法实现镁合金板材的微成形(um或者亚um量级)。

传统的镁合金成形方法都是在高温下进行，高温加工具有变形度高、工艺控制复杂，且成形后得到的镁合金成形件的高温力学性能及高温抗蠕变性能较差，很难满足高温下的使用要求，镁合金容易氧化及燃烧等缺陷。如果采用塑性成形方法则可以有效的避免压铸成形的大部分缺陷。