[发明专利]一种镁合金板材冲压锻造复合成型方法

说明书

本发明公开了一种镁合金板材冲压锻造复合成型方法；其工艺过程为板材退火、板材落料、板材预热、拉深成型、拉深件退火、锻压预成型、锻压成型。其特点是在传统冲压拉深成型的基础上，进行模锻加工，将拉深件的立面锻粗并模锻至所需外形、减小底边圆角半径、增大底面材料局部厚度。与传统冲压成型相比，该方法可生产出外形更加复杂的产品。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种镁合金板材冲压锻造复合成型方法。

背景技术

在镁合金冲压加工领域，现有的方法有等温冲压成型方法、差温冲压成型方法以及在前两者基础上的分步冲压成型方法等，但以上方法均无法加工出厚度有明显差异的结构件。

在金属模锻方面，一般是将饼状金属坯锭放入模具中，通过模具的挤压，使金属坯锭内部产生流动，最终形成模具内腔的形状，这种加工方式对模锻机的下压力要求极高，设备投入较大，生产成本高。

通过对现有专利文献的检索发现，申请号为CN201710343329的中国发明专利申请公开了一种采用高强钢板作为坯料且力学性能相对较好的冲压锻造复合成型工艺，然而，其无法应用于镁合金材料成型。原因主要在于：该专利申请方法适用于原材料为钢板的成型加工，在加工过程中，需将钢材加热至奥氏体化温度(奥氏体化可以大大提高钢材的塑性)；而镁合金材料的塑性极差，在升温过程中也不会出现奥氏体化现象，在塑性应变比较大的成型过程中，无法一次成型，需进行多步去应力退火。

而在镁合金复杂外形零件成型方面，一般采用铸造、压铸或机加成型。但铸造和压铸件的力学性能较低，压铸件尤甚；机加所需工时较长，成本高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁合金板材冲压锻造复合成型方法，该方法通过先冲压、再锻造的步骤，将板材加工成立面厚度明显大于原料板材厚度、底面拥有高出原料板材凸台的壳体。

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种镁合金板材冲压锻造复合成型方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将预热镁合金板材放置于拉深模具的凹模与压边模之间，通过控制模具行程，对板材进行拉深成型，直至拉深模具的凸模与凹模之间的重合深度大于拉深工件立面高度；

S2、取出S1制得的拉深工件，在250～400℃条件下退火2～4h；

S3、将退火处理后的拉深工件放置在预锻压模具的下凸模上，控制上凹模行程，先利用预锻压模具的上凹模和下凸模之间的型腔固定工件，然后使用预锻压模具的锻边模进行挤压工件立面，使金属材料填充满模具型腔，消除底边圆角，得预锻压成型工件；

S4、将所述预锻压成型工件取出，在300℃条件下退火3h；

S5、将退火处理后的预锻压成型工件放置在锻压模具的下凸模上，控制上凹模行程，先利用锻压模具的上凹模和下凸模之间的型腔固定工件，并挤出所需的凸台，然后使用锻压模具的锻边模进行挤压工件立面，镦粗工件立面，使金属材料填充满模具型腔，得锻压成型工件。

进一步，所述预热镁合金板材是通过将镁合金板材裁剪为100～1000mm宽度、200～2000mm长度，在250～400℃条件下退火2～4h，取出空冷至室温；落料成所需外形，在150～250℃预热5～20min而得。

进一步，所述的镁合金板材牌号为AZ31B或AZ41或ME20M，厚度为1.5mm～5mm。

进一步，所述拉深模具的凹模与压边模内分别设置用于加热的电阻丝；所述预锻压模具的上凹模和下凸模内分别设置用于加热的电阻丝；所述锻压模具的上凹模和下凸模内分别设置用于加热的电阻丝。

进一步，所述拉深模具的凸模内设置冷却循环通道，冷却介质设置为冷却油。