專利名稱：一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，同時(shí)也是一種控制鎂合 金拼焊板拉深成形時(shí)焊縫移動(dòng)的方法，即采用梯度溫度場(chǎng)控制鎂合金拼焊板拉 深變形均勻性。
背景技術(shù)：
鎂合金由于其密度小和良好的電磁屏蔽性，非常適用于便攜式電子電器通訊 器材，例如手機(jī)殼采用鎂合金時(shí)，電磁波只通過(guò)天線接收和發(fā)送，減少了信號(hào) 損失，提高了通訊質(zhì)量，也易于控制及減少對(duì)人體的傷害。
鎂合金作為質(zhì)量輕、剛性好的強(qiáng)韌性材料，用于航空、航天器、導(dǎo)彈，可以 增加有效載荷和飛行距離，降低使用周期和成本。因此早在二次大戰(zhàn)期間就開(kāi) 始應(yīng)用于航空器材等領(lǐng)域。例如飛機(jī)內(nèi)框架類結(jié)構(gòu)部件可用鎂合金管件。
此外，由于密度小、耐沖擊及美觀等特性，鎂合金廣泛用于體育器材、辦公 器具、家庭工具等便攜式用品等。鎂合金結(jié)構(gòu)材料在汽車、航空航天、電子電 器部件、體育、辦公及日常生活用品等方面有很多應(yīng)用。如電子電器部件筆 記本電腦外殼、打印機(jī)板、硬盤(pán)中小件。其它還有手機(jī)殼、攝像機(jī)殼、相機(jī)架、 鎂合金犧牲陽(yáng)極.
目前，以上產(chǎn)品的加工方法均采用壓鑄法加工出來(lái)的。壓鑄法存在的缺點(diǎn) 壓鑄件的強(qiáng)度和剛度低、密度小(不利于電子屏蔽效應(yīng))。
為了加工出高強(qiáng)度、高剛度的鎂合金殼形件，必須研制一種新的鎂合金塑 性加工技術(shù)，以滿足工業(yè)需要。如果采用板材沖壓技術(shù)成形鎂合金殼形件，就 可以滿足上述要求，強(qiáng)度和剛度均可以達(dá)到要求。但鎂合金在室溫下的塑性很 差，容易脆裂，難以進(jìn)行塑性成形加工；資料介紹，鎂合金常溫下容易脆裂，
難以進(jìn)行塑性成形加工；鎂合金在20(TC以上成形時(shí)，塑性提高明顯。鎂合金在 熱態(tài)下具有較高塑性，甚至在不利的應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài)下也可以變形，但變形速 度不能太大。
鎂合金(MB2)在變形速度較低時(shí)變形，變形溫度在350 45(TC的范圍內(nèi)塑性 最高；當(dāng)在變形速度較高時(shí)變形，變形溫度范圍縮小為350 425。C。由于鎂合 金對(duì)變形速度極為敏感，變形速度不能太大。動(dòng)變形時(shí)的允許變形程度不大于40%。在靜變形時(shí)，塑性明顯增加，變形程度可達(dá)80%以上而不出現(xiàn)脆性狀態(tài)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)鎂合金拼焊板拉深成形，并可以控 制拼焊板焊縫移動(dòng)、提高加工件質(zhì)量的裝置。
采用的技術(shù)方案是 一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，包括上模板、拉深 凸模固定板、拉深凸模、壓邊圈、坯料、拉深凹模、加熱板、下模板，其特征 在于所述的拉深凹模的下方設(shè)置有一加熱板，是實(shí)現(xiàn)梯度溫度場(chǎng)的關(guān)鍵部件， 所述的拉深凹模和壓力圈上分別安裝電加熱棒。通過(guò)改變電加熱棒的數(shù)量和分 布來(lái)產(chǎn)生梯度溫度場(chǎng)，以便控制鎂合金拼焊板拉深變形均勻性，避免缺陷產(chǎn)生。
工藝過(guò)程
1) 坯料準(zhǔn)備鎂合金拼焊板制作，將鎂合金拼焊板坯料涂覆潤(rùn)滑劑；
2) 模具預(yù)熱將模具加熱到預(yù)定溫度，通過(guò)設(shè)置于模具內(nèi)的熱電偶測(cè)得的 溫度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，放入坯料，坯料隨模具一起加熱；
3) 坯料加熱當(dāng)坯料隨模具一起加熱5 10分鐘后，開(kāi)始進(jìn)行拉深成形；
4) 拉深成形拉深速度控制在預(yù)定范圍內(nèi)，拉深成形開(kāi)始；
5) 成形結(jié)束拉深成形完畢后，退出加工件。
本實(shí)用新型的基本原理對(duì)于不同強(qiáng)度的鎂合金拼焊板，由于板材由強(qiáng)度 不同的兩部分焊接在一起，因此在拉深成形時(shí)，如果采用均勻溫度場(chǎng)，在拼焊 板坯料上，由于屈服應(yīng)力分布不均勻，這樣高強(qiáng)度部分的板材變形量小于低強(qiáng) 度部分的板材，必然引起變形不均勻，易產(chǎn)生破裂或焊縫偏移嚴(yán)重，影響產(chǎn)品 質(zhì)量。如果采用梯度溫度場(chǎng)，即高強(qiáng)度材料部分溫度高于低強(qiáng)度材料部分，這 樣拼焊板坯料上的屈服應(yīng)力分布趨于均勻，這樣高強(qiáng)度板材與低強(qiáng)度板材的塑 性性能接近，使變形程度均勻，避免了產(chǎn)生破裂或焊縫偏移等缺陷，提高了產(chǎn) 品質(zhì)量。因此采用梯度溫度場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)鎂合金拼焊板拉深成形均勻變形，并可以 控制拼焊板焊縫移動(dòng)、提高加工件質(zhì)量的有效方法之一。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用梯度溫度場(chǎng)控制拼焊板變形的均勻性，即在 鎂合金拼焊板拉深成形時(shí)，通過(guò)改變加熱板中電加熱棒的數(shù)量和分布，來(lái)實(shí)現(xiàn) 預(yù)定的溫度梯度場(chǎng)，從而使變形程度趨于均勻，避免了產(chǎn)生破裂或焊縫偏移嚴(yán) 重的缺陷，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)-
1、采用梯度溫度場(chǎng)，使鎂合金拼焊板拉深成形變形區(qū)的屈服應(yīng)力分布趨于 均勻，可以實(shí)現(xiàn)均勻變形，并實(shí)現(xiàn)鎂合金拼焊板拉深成形穩(wěn)定進(jìn)行；2、 采用梯度溫度場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了鎂合金拼焊板拉深成形過(guò)程均勻變形，避免了 產(chǎn)生破裂或焊縫偏移嚴(yán)重的缺陷，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；
3、 鎂合金拼焊板拉深成形裝置可以使坯料實(shí)現(xiàn)梯度溫度場(chǎng)分布，且溫度控 制方法簡(jiǎn)單，只要改變加熱棒的數(shù)量和分布，就可以實(shí)現(xiàn)不同梯度溫度場(chǎng)；
4、 本實(shí)用新型適合于不同厚度或不同強(qiáng)度的拼焊板沖壓成形。

圖1為鎂合金拼焊板拉深成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的B-B剖視圖。 圖3為加熱板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，包括上模板l、拉深凸模固 定板2、拉深凸模3、壓邊圈4、坯料5、拉深凹模6、加熱板7、下模板8，其 特點(diǎn)是在拉深凹模6的下方設(shè)置有加熱板7，拉深凹模6和壓邊圈4上分別插入 有多個(gè)電加熱棒9，拉深凹模6拼焊的兩部分分別插入有熱電偶10和11。
一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，包括以下操作過(guò)程
以AZ31和AZ80鎂合金拼焊板拉深成形為例進(jìn)行說(shuō)明。針對(duì)AZ31和AZ80 鎂合金拼焊板拉深成形操作步驟
1) 坯料準(zhǔn)備坯料焊接，并將鎂合金拼焊板坯料涂覆潤(rùn)滑劑；
2) 模具預(yù)熱將模具加熱到預(yù)定溫度，待熱電偶10和11測(cè)得的溫度達(dá)到 預(yù)定值時(shí)，即當(dāng)AZ31板材部分溫度120-150°C， AZ80板材部分溫度190-21(TC 時(shí)，鎂合金拼焊板放入坯料5，坯料隨模具一起加熱；
3) 坯料加熱當(dāng)坯料隨模具一起加熱5 10分鐘后，開(kāi)始進(jìn)行拉深成形；
4) 拉深成形拉深速度控制在0.5 2mm/s，進(jìn)行拉深成形；
5) 成形結(jié)束拉深成形完畢后，退出加工件。
表1 鎂合金拼焊板拉深成形工藝參數(shù)
模具預(yù)熱溫度/'c拉深比拉深速度 mm/min
AZ31AZ801201901.550
1352001.860
1502102.080
權(quán)利要求1、一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，包括上模板、拉深凸模固定板、拉深凸模、壓邊圈、坯料、拉深凹模、加熱板、下模板，其特征在于所述的拉深凹模的下方設(shè)置有一加熱板，是實(shí)現(xiàn)梯度溫度場(chǎng)的關(guān)鍵部件，所述的拉深凹模和壓力圈上分別插入有多個(gè)電加熱棒，通過(guò)改變電加熱棒的數(shù)量和分布來(lái)產(chǎn)生梯度溫度場(chǎng)，以便控制鎂合金拼焊板拉深變形均勻性。
專利摘要一種鎂合金拼焊板拉深成形裝置，包括上模板、拉深凸模固定板、拉深凸模、壓邊圈、坯料、拉深凹模、加熱板、下模板，其特點(diǎn)在于所述的拉深凹模的下方設(shè)置有一加熱板，是實(shí)現(xiàn)梯度溫度場(chǎng)的關(guān)鍵部件，所述的拉深凹模和壓力圈上分別插入有多個(gè)電加熱棒。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了鎂合金拼焊板拉深成形過(guò)程均勻變形，避免了產(chǎn)生破裂或焊縫偏移嚴(yán)重的缺陷，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；鎂合金拼焊板拉深成形裝置可以使坯料實(shí)現(xiàn)梯度溫度場(chǎng)分布，且溫度控制方法簡(jiǎn)單，只要改變加熱棒的數(shù)量和分布，就可以實(shí)現(xiàn)不同溫度梯度場(chǎng)。
文檔編號(hào)B21D22/20GK201342446SQ20082021874
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者劉勁松, 李艷娟, 梁海成, 芳 王, 王忠堂, 齊廣霞 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)