[发明专利]一种铝镁合金杯形件旋转挤压成形方法

说明书

本发明公开一种铝镁合金杯形件旋转挤压成形方法，步骤：(1)、下料，取一段柱形坯料；(2)、旋转挤压，将柱形坯料放入凹模模腔中，凹模的模腔周壁设有至少两个对称的轴向凹槽，凹模的夹持部位内部做成空腔，将凸模伸入凹模模腔中，凸模工作带的端部设置一个梯形截面凹槽，凸模的内部做成中空，中空的截面积相等，凸模进行正向挤压和加热，同时凹模进行旋转和加热，在凸模挤压过程中，利用梯形截面凹槽内的柱形坯料形成整体性的扭矩，利用流入轴向凹槽的金属坯料与凹模达到同步旋转；(3)、脱模，旋转挤压完成，从凹模模腔中取出轻质合金杯形件。本发明显著降低轴向挤压力，使成形件变形更加均匀，提高了工件的力学性能。

所属领域

本发明涉及铝镁合金大塑性变形领域，特别涉及一种铝镁合金杯形件旋转挤压成形方法。

背景技术

挤压是塑性成形中较为推崇的一种精密成形方法。传统挤压是指用冲头对凹模模腔中的坯料加压，使材料发生体积转移，从而获得与模具型腔对应的制件的一种压力加工方法。挤压时，坯料处于三向压应力状态下，在这样的状态下，材料可以充分发挥其塑性，对于塑性不太好不易加工的坯料，挤压成形也能达到较好的成形效果。但是对于低塑性的材料而言，即使经过挤压成形，最终成形工件的力学性能较低，甚至由于局部变形不均，导致难以达到技术要求。挤压时产生不均匀变形的主要原因如下：(1)变形金属与模具之间存在着摩擦力；(2)各部分金属流动阻力不一致；(3)变形金属的组织结构不均匀；(4)模具工作部分的形状与尺寸不合理。这些因素导致挤压后的金属存在强烈的各向异性，极大地制约了挤压成形工艺的发展。

现有采用旋转挤压的方法。旋转挤压成形技术，是一种在传统挤压的基础上施加扭矩的新型挤压方法。在成形过程中对凸模或凹模施加转动，通过改变变形体内部应力应变状态，产生较大剪切应变量，可细化晶粒，形成具有大角晶界的细晶结构，保证挤压成形构件的组织均匀，降低成形构件性能异向性。这种加载方式可以让变形体一方面形成轴向压缩，另一方面扭矩会导致切向剪切应变形产生。旋转挤压是一种复合加载变形工艺，通过对变形体施加复合强剪应力场，有效控制并且使得接触摩擦向有益方向转化，从而达到大幅度改变材料内部应力状态，改善传统压力加工工艺的目的。

发明内容

本发明提供一种铝镁合金杯形件旋转挤压成形方法，该方法显著降低轴向挤压力，使成形件变形更加均匀，提高了成形工件的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

(1)、下料，取一段柱形坯料；

(2)、旋转挤压，将柱形坯料放入铝镁合金旋转挤压成形专用模具的凹模模腔中，所述的凹模的模腔周壁设有至少两个对称的轴向凹槽，凹模的夹持部位内部做成空腔，将铝镁合金旋转挤压成形专用模具的凸模伸入凹模模腔中，所述的凸模工作带的端部设置一个梯形截面凹槽，凸模的内部做成中空，中空的截面积相等，使用加载设备对凸模进行正向挤压和加热，同时凹模进行旋转和加热，在凸模挤压过程中，利用梯形截面凹槽内的柱形坯料形成整体性的扭矩，利用在挤压过程中流入轴向凹槽的金属坯料与凹模达到同步旋转；

(3)、脱模，旋转挤压完成后，从凹模模腔中取出轻质合金杯形件。

进一步，步骤(2)中所述的凹模的空腔中放置凹模电加热器。

进一步，步骤(2)中所述的凹模的模腔底部放置坯料部位做成镶块形式，镶块中部设有内孔，用于焊接热电偶丝，然后连同镶块一同放入凹模模腔底部。

进一步，步骤(2)中所述的凹模的模腔周壁设有6个对称的轴向凹槽。

进一步，步骤(2)中所述的凸模的中空中放置凸模电加热器。