[发明专利]一种大高径比镁合金棒料均匀镦粗成形方法

说明书

本发明公开一种大高径比镁合金棒料均匀镦粗成形方法，首先，设计一种大高径比均匀镦粗成形模具，该模具包括凸模、凹模，该凸模的冲头的端面构成中间凸周边凹的形状，从轴截面看分别由三段圆弧凹凸凹的波浪轮廓，凹模的模腔的底部中部形成平面，周边成凹槽，平面与周边成凹槽之间平滑过渡，从轴截面看呈现凹平凹的波浪形；其次，在镁合金圆柱坯料的上下两端的表面各车一个圆形的浅凹槽，分别是上凹槽、下凹槽，并涂抹和预留一定量的润滑剂；再次，预热该模具，将镁合金圆柱坯料放置在该模具中进行保温镦粗；最后，通过该模具对镁合金圆柱坯料进行镦粗挤压成形，脱模。本方法提高成形的均匀性，减小模具与镁合金棒料之间的摩擦力，改善了锻件性能。

技术领域

本发明涉及金属材料塑性成形领域，特别涉及一种大高径比均匀镦粗成形方法。

背景技术

目前，在金属成形领域，镦粗是一种常用的锻压成形方法，在大型坯料镦粗成形的过程中，由于模具和接触面之间摩擦的存在，造成变形金属流动的不均性，变形区的金属发生了不均匀的变形，从而引起晶粒尺寸大小不一，锻件性能不均匀；对于大高径比棒料在镦粗时会发生不均匀变形失稳、形成鼓形或双鼓形，为后面的成形造成极大困难，会降低材料利用率。特别对于镁合金大高径比棒料，塑性差，极易从鼓形部位产生裂纹，导致坯料报废。有学者通过模拟证明了凸凹模均成锥面形状的镦粗效果优于凸凹模成平面或凹面的镦粗，但是锥面形状的凸凹模由于增加了与坯料接触面积，相应的摩擦力增大。

发明内容

本发明还提供一种大高径比镁合金棒料均匀镦粗成形方法，该方法改变传统镦粗时镁合金圆柱坯料与凸模的冲头接触的中间部位为不变形区的缺陷，通过优化设计上下模具的型面，改变不变形区和其它变形区金属的应力状态，让各部分均匀变形流动，提高成形的均匀性，减小模具与镁合金棒料之间的摩擦力，进一步改善锻件性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大高径比镁合金棒料均匀镦粗成形方法，步骤是：

首先，设计一种大高径比均匀镦粗成形模具，该模具包括凸模、凹模，该凸模的冲头的端面是构成中间凸周边凹的形状，从轴截面看分别由三段圆弧凹凸凹的波浪轮廓，凹模的模腔的底部中部形成平面，周边成凹槽，平面与周边成凹槽之间平滑过渡，从轴截面看呈现凹平凹的波浪形；

其次，在镁合金圆柱坯料的上下两端的表面各车一个圆形的浅凹槽，分别是上凹槽、下凹槽，并涂抹和预留一定量的润滑剂；

再次，预热的大高径比均匀镦粗成形模具，将镁合金圆柱坯料放置在大高径比均匀镦粗成形模具中进行保温镦粗，实现将镁合金圆柱坯料在镦粗时的等温均匀预热；

最后，通过大高径比均匀镦粗成形模具对镁合金圆柱坯料进行镦粗挤压成形，脱模。

本发明通过设计一种由空间曲面组合而成的凸模、凹模，可以显著减小与镁合金金属棒料的接触面积，改善镁合金金属棒料端部金属的应力状态和流动方向，使镁合金金属棒料的端部金属和中部的金属变形均匀性增强，实现大高径比镁合金棒料的均匀变形，并且提高了材料利用率，在锻压行业推广其经济效益显著。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的坯料形状示意图；

图2是本发明的模具装配示意图；

图3是本发明的凸模的结构示意图；

图4是本发明的凹模的结构示意图。

具体实施方式