[发明专利]一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形模具及成形方法

权利要求书

1.一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形模具，其特征在于：所述成形模具包括上模（1）、下模（2）、顶出杆（3）和多个电加热圈（4），所述上模（1）由制成一体的本体（1-1）和凸棱（1-2）构成，所述本体（1-1）为方形本体，本体（1-1）的下端面的中部设置有凸棱（1-2），所述凸棱（1-2）由同轴设置并制成一体的第一圆柱（1-3）和第一圆台（1-4）构成，第一圆柱（1-3）的上端与本体（1-1）连接，第一圆柱（1-3）的下端与第一圆台（1-4）的大直径端连接，第一圆台（1-4）和第一圆柱（1-3）的中部加工有同轴的第一锥形凹槽（1-5），第一锥形凹槽（1-5）的截面直径由上至下逐渐增大，本体（1-1）的下端面上的四个拐角处分别加工有定位槽（1-6）；

所述下模（2）为方形体，下模（2）的上端面的中部加工有与凸棱（1-2）相配合的模腔（2-1），模腔（2-1）的外缘加工有一圈成形槽（2-2），模腔（2-1）的中部加工有第二锥形凹槽（2-3），第二锥形凹槽（2-3）的中部加工有与该第二锥形凹槽（2-3）相贯通的顶出孔（2-4），下模（2）的上端面的四个拐角处分别设置有定位凸台（2-5），上模（1）盖合在下模（2）上，四个定位凸台（2-5）置于相应的定位槽（1-6）内；上模（1）和下模（2）上分别安装有电加热圈（4）；

所述顶出杆（3）由上至下依次由同轴设置并制成一体的小圆台（3-1）、大圆台（3-2）和第二圆柱（3-3）构成，小圆台（3-1）的大直径端与大圆台（3-2）的大直径端连接，大圆台（3-2）的小直径端与第二圆柱（3-3）连接，顶出杆（3）的第二圆柱（3-3）插装在顶出孔（2-4）内，大圆台（3-2）位于第二锥形凹槽（2-3）上，小圆台（3-1）置于第一锥形凹槽（1-5）内。

2.根据权利要求1所述的一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形模具，其特征在于：

第一圆柱（1-3）的下端和第一圆台（1-4）的大直径端圆弧过渡。

3.根据权利要求1所述的一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形模具，其特征在于：所述第一圆台（1-4）的任意一条母线与轴线的夹角（β）为72°。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形模具，其特征在于：所述本体（1-1）的两个相对的侧面上设置有四个上连接固定槽（1-7），下模（2）的两个相对的侧面上设置四个下连接固定槽（2-7），上连接固定槽（1-7）和下连接固定槽（2-7）一一对应设置。

5.利用权利要求1、2或3所述的一种等温模锻成形模具实现AZ80A镁合金机匣等温模锻成形方法，其特征在于：所述AZ80A镁合金机匣等温模锻成形方法是按照以下步骤实现：

一、制坯：将AZ80A镁合金坯料自由锻造成制成一体的由第二圆台和第三圆柱组成的坯件，所述第二圆台的下底面的直径（D）为667mm，第二圆台的上底面（d）的直径为280mm，第三圆柱的高（h）为60mm；

二、锻造成形：将步骤一制得的AZ80A镁合金坯件放入箱式加热电阻炉中加热，加热到140-160℃时取出，并在坯件的表面均匀地喷涂石墨乳水溶液；将喷好石墨乳水溶液的坯件放入箱式加热电阻炉中，加热到350-390℃并保温3-3.5个小时，最后将模具加热到330-380℃，将加热好的坯件放在下模（2）的模腔内，在压力机的作用下向上模（1）施加2000N～40000N的压力，上模（1）下行速度为0.8-1.2mm/s，锻造温度为375-385℃，当坯件充满模腔后，压力机停止运行，成形完毕制得锻件半成品，其中，石墨乳水溶液的质量百分浓度为10%～15%；

三、冷却：将步骤二制得的AZ80A镁合金锻件半成品用顶出杆取出，立即放入冷水中，待锻件半成品完全冷却后取出，擦干；

四、热处理：将经步骤三得到的锻件半成品进行时效处理，处理温度为165-170℃并保温20h，制得AZ80A镁合金机匣成品。

6.根据权利要求5所述的一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形方法，其特征在于：

步骤二中加热到150℃时取出，加热到380℃并保温3.2个小时，最后将模具加热到375℃，将加热好的坯件放在下模（2）的模腔内，在压力机的作用下向上模（1）施加30000N的压力，上模（1）下行速度为1.0mm/s，锻造温度为380℃。

7.根据权利要求5或6所述的一种AZ80A镁合金机匣等温模锻成形方法，其特征在于：步骤四中处理温度为168℃。