[发明专利]镁合金挤锻成型工艺及其成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的加工成型领域，具体是涉及一种镁合金挤锻成型工艺及其成型装置。 

背景技术

现有技术中，镁合金的加工成型有挤压、轧制、锻造、拉拔等多种工艺，其中锻造和拉拔还有后续的加工成型工艺。 

现有技术采用挤压加工成型镁合金的方法，主要是通过挤压机在一定的温度下铸棒在挤压筒内通过模具挤压出相应的镁合金材料，可以连续生产。但是，利用挤压进行变形的方式所挤压出的镁合金产品，由于受到挤压工艺的限制，镁合金产品仅能在一个方向上（等截面一样）而且其横向机械能性很差。现有技术中，利用挤压的方法仅能挤出方向相同截面的镁合金产品，其横向机械性能低于30-40%；而利用现有技术的模锻合成的镁合金产品，其延伸率仅为挤压所得镁合金产品的40-50%。 

现有技术中的锻造工艺分为模锻和自由锻，通过模锻的方法能保证得到的镁合金产品纵向和横向的机械性能相近，但由于模锻过程中合金原料的流动受到制约，因此得到的镁合金产品延伸率较低。 

本发明提出的镁合金挤锻加工成型工艺是国内、国际独创的工艺，它既有挤压的特质，又有锻造的特点。挤锻也称为“成型性挤压”。本发明利用挤锻进行镁合金加工成型的过程中，通过金属坯料长距离的流动，使得产生的晶粒较为均匀。 

本发明避免了现有技术中锻造和拉拔后续加工合成工艺繁琐的问题，克服了挤压工艺造成的镁合金产品横向机械性能差、模锻合成镁合金的延伸率低等问题，提出了一种镁合金挤锻加工成型的工艺，解决了镁合金机械零件设计中的难题，所合成的镁合金产品横向、纵向、斜向机械性能接近，同时所得的镁合金产品延伸率较高，延长了镁合金产品的寿命。 

发明内容

本发明提出了一种镁合金挤锻成型装置，包括： 

挤压料筒，其中设置有一通孔；

挤压垫片，其可滑动地设置在所述挤压料筒的一端；所述挤压垫片上设置挤压杆；

模具，其设置在挤压料筒的一端；所述模具包括模具套筒和设置在模具套筒中的模壁和模腔；

模具座，其中设置有一容纳槽；所述容纳槽中设置所述模具；

模垫，其设置在所述模具和所述模具座之间；

闷垫，其设置在所述模具和所述容纳槽接触的一端处；

液压油缸，其顶杆插入所述模具座的通孔与所述闷垫接触。

模具的内壁膜腔是带有锥度的光整表面。模具套筒侧壁加厚80%。模具套筒侧壁厚度为30－60mm。挤压料筒长度为500-800mm。 

本发明还提出了一种镁合金挤锻成型工艺，通过对立式或卧式挤压机的料筒加热，利用挤压垫对料筒内坯料进行挤压，挤入带有闷垫的模具成型，并在挤压终了加压停顿。 

本发明镁合金挤锻成型工艺为，先将坯料、挤压料筒、带有闷垫的模具分别进行预加热；再将坯料加入挤压料筒，敦粗坯料；再将坯料送入带有闷垫的模具中进行第一次挤压；接着，将坯料均匀推向模具内部各方位及边角处进行第二次挤压；然后，将挤压料推出模具，脱模得到镁合金产品。 

所述工艺包括以下具体步骤： 

（一）预加热：将坯料加热至350-440℃，将挤压料筒加热至300-350℃、将模具加热至380-450 ℃。

（二）退出模具座，将所述模具及模垫安装放入滑动模具座中，并在模具及模垫之间安置闷垫，将滑动模具座复位。 

（三）将液压油缸的顶杆伸入模具座上的通孔，移动液压顶缸使顶杆顶住闷垫，与模具的出口端贴紧。 

（四）将坯料加入至所述挤压料筒中，开启挤压杆并敦粗坯料。 

（五）第一次挤压：墩粗后，挤压杆以200-220mm/min的速度推动，挤压垫片及坯料并逐渐挤压让所述坯料流入模具中，停顿后（停顿一秒钟左右）同时打开自动电磁排气装置排气。 

（六）排完气，待所述坯料完全进入模具后，加压至20-25Mpa，并持续30-60秒。 

（七）第二次挤压：继续加压或移动挤压杆，将坯料均匀推向模具内部的各个方位及边角处，并停顿10-20秒左右。 

（八）同时进行的是，将液压油缸卸下，后退挤压杆及挤压料筒，切除压尾，移除闷垫及模垫，推动挤压杆继续前进，将挤压料推出模具。 

（九）脱模，取出镁合金零件。 

坯料的组成成分包括镁92.5-94.5%，锌5.0-6.0%，锆0.3-0.9%。坯料质量比重（密度）为1.8。