[发明专利]一种镁合金冲压工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体是涉及一种镁合金冲压工艺。

背景技术

在机械加工冲压工艺领域，对于镁合金等轻质合金的冲压成型通常采用等温冲压成型和差温冲压成型，其中采用等温冲压成型，可以显著改善镁合金等轻质合金的塑性变形能力，提高冲压成型性能，但是在成型过程中容易在凸模圆角部位产生集中塑性变形，造成冲压件的过早开裂，从而限制了镁合金等轻质合金冲压件的冲压性能。

 另一种采用差温冲压成型，在板材中形成一定的温度梯度，可以有效的提高镁合金等轻质合金的冲压性能，但是随着温度的降低，轻质合金的回弹会急剧增大，将会严重影响冲压件的尺寸稳定性，以及使冲压件厚度分布差异增大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁合金冲压工艺，该镁合金冲压工艺在冲压过程中通过分步控制凸模的温度来提高镁合金的冲压性能，不仅可以保证冲压件尺寸的稳定性、提高镁合金冲压件的极限拉深比，而且可以使冲压件的厚度分布更加均匀。

为了达到上述目的，本发明镁合金冲压工艺，其冲压步骤如下：

1）冲压前，涂上耐高温油的镁合金板材置入凹模与压边模之间，凸模与板材表面相接触，加热凹模和压边模使其温度均控制在200~250℃之间，加热凸模使其温度控制在30~90℃之间，对凹模、压边模和凸模进行保温控制，直到板材上建立稳定的温度梯度；

2）第一次冲压，移动凸模对板材进行冲压，凸模移动距离大于或者等于凸模圆角的半径，固定凸模停止冲压，对凸模进行加热，使凸模的温度加热至200~250℃之间，对凹模、压边模和凸模进行保温控制，直到板材上温度梯度被消除；

3）冲压成型，继移动凸模对板材进行进一步冲压，直到成型。

进一步，在步骤1）和步骤2）中，所述保温控制时间均设置为5~10分钟。    

进一步，在步骤1）中，所述凸模内设置用于加热的电阻丝、用于精确控制加热温度的热电偶和用于控制凸模温度处于低温的循环冷却通道。

进一步，所述循环冷却通道内冷却介质设置为冷却水和冷却气流。

进一步，在步骤1）中，所述凹模温度低于或等于压边模的温度。

进一步，在步骤2）中，所述凸模最终温度低于或等于凹模温度。

进一步，在步骤3）中，所述冲压成型速度大于或者等于第一次冲压速度。

本发明的有益效果在于：

本发明镁合金冲压工艺的工作原理：首先对镁合金板材进行差温冲压，通过降低凸模圆角部位的温度，减小与凸模圆角部位对应的镁合金冲压件处的集中塑性变形，可以有效防止等温冲压过程中产生的过早开裂现象；在差温冲压进行到一定程度时，升高凸模温度，进行等温冲压成型，可以促使差温冲压过程中与凸模圆角部位对应的镁合金冲压件处变形较小区域继续变形，从而使镁合金冲压件得到更高的极限拉深比以及具有较均匀的厚度分布；另一方面冲压成型在较高温度的等温下进行，使冲压件的回弹率较小，具有很好的尺寸稳定性。

本发明的镁合金冲压工艺在冲压过程中通过分步控制凸模的温度来提高镁合金的冲压性能，不仅可以保证冲压件尺寸的稳定性、提高镁合金冲压件的极限拉深比，而且可以使冲压件的厚度分布更加均匀。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为实施本发明镁合金冲压工艺的模具的结构示意图。

附图标记：1-凸模；2-压边模；3-板材；4-凹模；5-循环冷却通路；6-热电偶；7-电阻丝。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示为实施本发明镁合金冲压工艺的模具的结构示意图，该模具包括凸模1、凹模4和压边模2，凹模4与压边模2内均设置用于加热的电阻丝7、用于精确控制加热温度的热电偶6，凸模1内设置用于加热的电阻丝7、用于精确控制加热温度的热电偶6和用于控制凸模温度处于低温的循环冷却通道5，本发明镁合金冲压工艺，其冲压步骤如下：

1）冲压前，涂上耐高温油的镁合金板材3置入凹模4与压边模2之间，凸模1与板材3表面相接触，加热凹模4和压边模2使其温度均控制在200~250℃之间，加热凸模1使其温度控制在30~90℃之间，对凹模4、压边模2和凸模1进行保温控制，直到板材3上建立稳定的温度梯度；