一種鎂合金管件的成形方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開的鎂合金管件的成形方法是將鎂合金管坯放入模具內，使其產生超塑性彎曲，而后在管坯內導入壓力介質使其產生超塑性脹形成為鎂合金管件。其裝置由模具、管坯密封機構、壓力介質源與加熱機構組成，模具由上模（１）、下模（５）構成，用于管坯的彎曲和提供脹形模腔；密封機構由密封堵頭（３）、（４）和液壓缸（７）、（８）組成用于管坯的密封；加熱機構用于管坯的加熱；壓力介質源用于管坯的脹形。本發明專利技術提出的鎂合金管件的成形方法與裝置具有以下優點：尺寸精度高，材料利用率高，力學性能高，操作方便。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鎂合金管的成形
，主要涉及的是一種鎂合金管件的成形方法及裝置。
技術介紹
鎂合金是目前實際應用中最輕的金屬結構材料之一，具有高比強度和比剛度、高阻尼減震性、高導熱性、高靜電屏蔽性、高機械加工性等優點，被廣泛應用于航空、航天、汽車、計算機、通訊和家電等行業。但是，鎂合金的塑性較差，難以直接進行塑性加工，尤其像摩托車手把管等鎂合金管產品，因其形狀復雜，目前還沒有采用塑性方法生產。如國內摩托車手把管基本上仍是采用傳統的鋼管經彎曲而成，存在重量重、吸振性差等缺點。目前，鎂合金零件的成形多采用切削加工方法，生產效率低，材料利用率低；形狀較復雜的零件也有采用壓鑄和低壓鑄造，但存在設備投資大，工藝控制點多，易出現裂紋、縮松、冷隔等問題，制件的質量不高；也有人嘗試采用半固態成型技術，可以使性能得以提高，但同樣存在設備投資大，工藝控制困難，易出現裂紋、縮松、冷隔等質量問題。隨著鎂合金材料的超塑性研究日益受到重視，細晶超塑性已成為鎂合金超塑性研究的主流，研究者多采用熱機械處理(TMP)、粉末冶金(PM)和快速凝固(RS)等技術將鎂合金晶粒細化到10μm以下，在低速率拉伸時顯示超塑性?？墒挂恍┬螤顝碗s的、難以加工的精密零件一次精確成形。但該法需要復雜的預處理工藝，使其工藝復雜，成本增加，影響其實用性。目前還沒有用超塑性復合技術生產鎂合金管的。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種鎂合金管件的成形方法及裝置。采用超塑性彎曲與脹形復合技術實現復雜管形零件的精密成形，管子截面尺寸可沿軸線方向逐漸變化；不同部位的截面形狀可以改變；管子的軸線可以是曲線或直線。本專利技術實現上述方法采取的技術方案是將鎂合金管坯放入模具內，在200～450℃的超塑溫度下使其彎曲，而后使鎂合金管坯兩端密封并導入壓力介質使其產生超塑性脹形直至與模具貼合。本專利技術實現上述方法的裝置由模具、密封機構、壓力介質源及加熱機構組成，模具由上模和下模構成用于管坯的彎曲和提供脹形模腔；密封機構由密封堵頭和液壓缸構成用于管坯脹形時的密封；加熱機構用于管坯的加熱；壓力介質用于管坯的脹形。本專利技術方法中模具的合模速度為30～150mm/min，脹形壓力為0.1～4MPa。本專利技術的壓力介質為壓力油或壓縮空氣，壓力油可以直接取自液壓機的液壓系統；壓縮空氣則可以通過在液壓機的液壓系統中加入液壓缸和氣缸，將液體壓力變為壓縮空氣。本專利技術對管坯的加熱方式可采用以下三種①采用模外預熱爐對管坯加熱；②采用鑲嵌在模具中電加熱裝置對模具加熱，再利用模具對管坯加熱；③采用加熱油箱使油加熱，再通過液壓回路使熱油流過鎂合金管，通過熱油的循環對鎂合金管坯加熱。本專利技術利用鎂合金擠壓管材的超塑性，提出超塑性彎曲與脹形復合工藝，利用擠壓管坯一次成形出鎂合金管件。由于管材毛坯在擠壓成形過程中已有足夠的塑性變形程度，其晶粒大小已可滿足超塑性成形的要求，因而在合適的變形溫度和速度條件下即可呈現出超塑性效應。當變截面鎂合金管的軸線為直線時，可以直接采用超塑性脹形來獲得制件，而不需要彎曲工藝。本專利技術提出的鎂合金管件的成形方法與裝置具有以下優點尺寸精度高采用超塑性成形工藝，制件的形狀由模具的形狀來保證，尺寸精度較高。材料利用率高管件的形狀是通過超塑性變形形成的，基本上沒有廢料，材料利用率顯著提高。力學性能高超塑成形后，管材組織均勻，晶粒細化，具有較好的綜合力學性能。操作方便本專利技術裝置可自動完成超塑性彎曲與脹形工作，操作方便。附圖說明附圖1為本專利技術超塑性氣壓脹脹形模具結構示意圖。附圖2為本專利技術超塑性液壓脹脹形模具結構示意圖。圖中1、上模，2、鎂合金管坯，3、4、密封堵頭，5、下模，6、電加熱管，7、8、10、液壓缸，9、氣缸，11、12、換向閥，13、低壓雙向液壓泵，14、加熱油箱。具體實施例方式本專利技術實施例中所述的鎂合金管坯為圓形擠壓管狀毛坯，利用超塑性彎曲與超塑性脹形復合工藝，實現變截面彎管的精密成形。成形時，將毛坯放入模具，模具合模，使管坯在超塑性狀態下產生彎曲，而后使管坯在密封狀態下導入壓力介質，使其按一定速度產生脹形，直到與模具貼合而成形。本專利技術提供的成形方法與裝置可以在普通液壓機上使用。結合附圖，對本專利技術的實施例作進一步詳細說明。實施例1如附圖1所示，本實施例提供了一種鎂合金管件的超塑性成形工藝和裝置。該裝置由模具、管坯密封機構、壓力介質源與加熱機構組成。模具由上模1和下模5構成，其上模1的下端面和下模5的端面具有用于管坯彎曲和提供脹形的模腔；密封機構由設置在上下模合模部位兩邊密封堵頭3、4(有進氣孔)和液壓缸7、8組成，用于管坯的密封；壓力介質為壓縮空氣，由液壓缸(10)和氣缸(9)組成的壓力轉換裝置提供；加熱機構由置于上模1和下模5內部的電加熱管6構成。本實施例提供成形工藝過程為將31B鎂合金管坯2加熱到超塑性溫度415℃，放入具有同樣溫度的模具內，上模1以30～150mm/min的速度下行合模，使鎂合金管坯2產生彎曲并固定鎂合金管坯2的兩端；液壓缸7、8前行，帶動密封堵頭3、4分別進入鎂合金管坯2的兩端孔內將其封閉；液壓缸10前行，使氣缸9中的空氣腔受壓縮，氣體通過管路經密封堵頭4上的氣孔進入鎂合金管坯2的內孔(也可以直接采用壓縮空氣)，使其壓力上升，產生超塑性脹形并與模腔貼合，脹形壓力為0.1～4MPa；上模1回程，完成一個管件的脹形過程。上述各動作分步進行，由于液壓缸7、8、10動作的需油量較少，因此，其油壓可直接取自液壓機的液壓系統，結構比較簡單。實施例2如附圖2所示，本實施例提供了一種鎂合金管件的超塑性成形工藝和裝置。該裝置由模具、管坯密封機構、壓力介質源與加熱機構組成。模具由上模1和下模5構成，其上模1的下端面和下模5的端面具有用于管坯彎曲和提供脹形的模腔；密封機構由設置在上下模合模部位兩邊密封堵頭3、4和液壓缸7、8組成，用于管坯的密封；壓力介質為壓力油，直接取自液壓機的供油系統，由換向閥12控制；加熱機構由低壓雙向泵13、加熱油箱14組成。本實施例提供成形工藝過程為將AK60鎂合金管坯2放入模具中，液壓缸7、8前行帶動密封堵頭3、4進入鎂合金管坯2的兩端將其封閉，低壓雙向泵13正轉，高溫油從加熱油箱14中抽出，經密封堵頭4上的油孔進入鎂合金管坯2內并從另一密封堵頭3上的油孔回流到加熱油箱14中，通過熱油的循環將鎂合金管坯2加熱到超塑性溫度200～450℃，本實施例的超塑性溫度是220℃。上模1以30～150mm/min的速度下行合模，使鎂合金管坯2產生彎曲，同時保證管坯2兩端的密封；低壓雙向液壓泵13停止工作，換向閥11、12換位，使管坯的左端封閉，壓力機液壓系統中的壓力油從管坯2的右端進入使管內油壓上升，從而使管坯產生超塑性脹形并與模腔貼合，脹形壓力為0.1～4MPa。換向閥11、12復位，管內的油壓解除，低壓雙向液壓泵13反轉，將管內的熱油抽回油箱，液壓缸7、8后退，密封堵頭3、4脫離管件，上模1回程，完成一個復雜管件的復合脹形過程。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎂合金管件的成形方法，其特征在于：將鎂合金管坯放入模具內，使其產生超塑性彎曲，而后在管坯內導入壓力介質使其產生超塑性脹形成為鎂合金管件。

【技術特征摘要】
1.一種鎂合金管件的成形方法，其特征在于將鎂合金管坯放入模具內，使其產生超塑性彎曲，而后在管坯內導入壓力介質使其產生超塑性脹形成為鎂合金管件。2.根據權利要求1所述的鎂合金管件的成形方法，其特征在于所述的鎂合金管的截面尺寸沿軸線方向逐漸變化；不同部位的截面形狀可以改變；管子的軸線可以是直線或曲線。3.根據權利要求1所述的鎂合金管件的成形方法，其特征在于所述的壓力介質為壓縮空氣或壓力油。4.根據權利要求1所述的鎂合金管件的成形方法，其特征在于所述的超塑性變形溫度為200～450℃。5.根據權利要求1所述的鎂合金管件的成形方法，其特征在于所述模具的合模速度為30～150mm/min，脹形壓力為0.1～4MPa。6.一種實現權利要求1所述鎂合金管件成形方法的裝置，由模具、管坯密封機構、壓力介...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊永順，陳拂曉，郭俊卿，楊茜，李慧麗，
申請(專利權)人：河南科技大學，
類型：發明
國別省市：41[中國|河南]