[发明专利]一种镁合金拼焊板拉深成形方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种镁合金拼焊板拉深成形方法，同时也是一种控制镁合金拼焊板拉深成形时焊缝移动的方法，即采用梯度温度场控制镁合金拼焊板拉深变形均匀性。

背景技术

镁合金由于其密度小和良好的电磁屏蔽性，非常适用于便携式电子电器通讯器材，例如手机壳采用镁合金时，电磁波只通过天线接收和发送，减少了信号损失，提高了通讯质量，也易于控制及减少对人体的伤害。

镁合金作为质量轻、刚性好的强韧性材料，用于航空、航天器、导弹，可以增加有效载荷和飞行距离，降低使用周期和成本。因此早在二次大战期间就开始应用于航空器材等领域。例如飞机内框架类结构部件可用镁合金管件。

此外，由于密度小、耐冲击及美观等特性，镁合金广泛用于体育器材、办公器具、家庭工具等便携式用品等。镁合金结构材料在汽车、航空航天、电子电器部件、体育、办公及日常生活用品等方面有很多应用。如电子电器部件：笔记本电脑外壳、打印机板、硬盘中小件。其它还有手机壳、摄像机壳、相机架、镁合金牺牲阳极

目前，以上产品的加工方法均采用压铸法加工出来的。压铸法存在的缺点：压铸件的强度和刚度低、密度小(不利于电子屏蔽效应)。

为了加工出高强度、高刚度的镁合金壳形件，必须研制一种新的镁合金塑性加工技术，以满足工业需要。如果采用板材冲压技术成形镁合金壳形件，就可以满足上述要求，强度和刚度均可以达到要求。但镁合金在室温下的塑性很差，容易脆裂，难以进行塑性成形加工；资料介绍，镁合金常温下容易脆裂，难以进行塑性成形加工；镁合金在200℃以上成形时，塑性提高明显。镁合金在热态下具有较高塑性，甚至在不利的应力—应变状态下也可以变形，但变形速度不能太大。

镁合金(MB2)在变形速度较低时变形，变形温度在350～450℃的范围内塑性最高；当在变形速度较高时变形，变形温度范围缩小为350～425℃。由于镁合金对变形速度极为敏感，变形速度不能太大。动变形时的允许变形程度不大于40％。在静变形时，塑性明显增加，变形程度可达80％以上而不出现脆性状态。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种能够实现镁合金拼焊板拉深成形，并可以控制拼焊板焊缝移动、提高加工件质量的方法和装置。

采用的技术方案是：

一种镁合金拼焊板拉深成形装置，包括上模板、拉深凸模固定板、拉深凸模、压边圈、坯料、拉深凹模、加热板、下模板，其中加热板位于拉深凹模的下方，是实现梯度温度场的关键部件。拉伸凹模和压力圈上分别插入有多个电加热棒。

一种镁合金拼焊板拉深成形方法，其特征包括以下工艺过程：

1)坯料准备：镁合金拼焊板制作，将镁合金拼焊板坯料涂覆润滑剂

2)模具预热：将模具加热到预定温度，通过设置于模具内的热电偶测得的温度达到预定值时，放入坯料，坯料随模具一起加热；

3)坯料加热：当坯料随模具一起加热5～10分钟后，开始进行拉深成形；

4)拉深成形：拉深速度控制在预定范围内，拉深成形开始；

5)成形结束：拉深成形完毕后，退出加工件。

本发明专利的基本原理：对于不同强度的镁合金拼焊板，由于板材由强度不同的两部分焊接在一起，因此在拉深成形时，如果采用均匀温度场，在拼焊板坯料上，由于屈服应力分布不均匀，这样高强度部分的板材变形量小于低强度部分的板材，必然引起变形不均匀，易产生破裂或焊缝偏移严重，影响产品质量。如果采用梯度温度场，即高强度材料部分温度高于低强度材料部分，这样拼焊板坯料上的屈服应力分布趋于均匀，这样高强度板材与低强度板材的塑性性能接近，使变形程度均匀，避免了产生破裂或焊缝偏移等缺陷，提高了产品质量。因此采用梯度温度场是实现镁合金拼焊板拉深成形均匀变形，并可以控制拼焊板焊缝移动、提高加工件质量的有效方法之一。

本发明专利的技术方案：采用梯度温度场控制拼焊板变形的均匀性，即在镁合金拼焊板拉深成形时，通过改变加热板中电加热棒的数量和分布，来实现预定的温度梯度场，从而使变形程度趋于均匀，避免了产生破裂或焊缝偏移严重的缺陷，提高了产品质量。

本发明专利具有如下优点：

1、采用梯度温度场，使镁合金拼焊板拉深成形变形区的屈服应力分布趋于均匀，可以实现均匀变形，并实现镁合金拼焊板拉深成形稳定进行；

2、采用梯度温度场，实现了镁合金拼焊板拉深成形过程均匀变形，避免了产生破裂或焊缝偏移严重的缺陷，提高了产品质量；

3、镁合金拼焊板拉深成形装置可以使坯料实现梯度温度场分布，且温度控制方法简单，只要改变加热棒的数量和分布，就可以实现不同梯度温度场；