[发明专利]一种轻合金杯形件旋转挤压成形方法

说明书

本发明提供一种轻合金杯形件旋转挤压成形方法，步骤：(1)、下料；(2)、均匀化热处理；(3)、成形前准备：将预热保温后的模具安装在液压机上；模具冲头与坯料接触的那一端为“扇叶”形结构凸台模面；成形凹模内腔侧壁上设有多个弧面凹槽；(4)、“扇叶”形结构凸台模面冲头在向下运动，此时上工作台不旋转，只做向下运动；(5)、使得部分金属陆续流入到冲头端面工作带以下凸台的“扇叶”面区域，同时坯料外围部分金属陆续流入到成形凹模内腔壁凹槽内；(6)、成形液压机上工作台带动“扇叶”形结构凸台模面冲头开始旋转；(7)、成形完毕：将挤压成形的杯形件从成形凹模的模腔内顶出。本发明提高镁合金成形构件的综合力学性能。

技术领域

本发明涉及金属塑性加工及成形技术领域，具体涉及一种扇叶形结构凸台模面的轻合金杯形件旋转挤压成形方法。

背景技术

杯形构件是航空航天、国防军工、交通运输等领域最具代表性的结构形式之一，是反向挤压技术的典型制件。反向挤压锻件的形状和尺寸精度精确、切削余量少、综合力学性能好，具有“高效、优质、低能耗”的特点，在技术和经济上有很高的使用价值。采用传统反挤压成形工艺制备的杯形构件，需要多道次镦粗拔长制坯才能达到理想的细晶强化效果，生产效率较低。一直以来，国内外学者针对杯形构件的成形工艺及性能优化做了大量的研究和报道，“镁合金杯形构件的环形通道转角挤压成形模具及方法”、“一种镁合金高性能杯形件的差速挤压成形模具及方法”、“一种均质高强韧化镁合金杯形构件旋转挤压方法”等都是不断探索和改进杯形构件反向挤压成形技术，提高杯形构件的综合力学性能方面做出努力。而压扭变形工艺源于20世纪50年代末前苏联学者对平砧镦粗工艺缺陷的改造——对上平砧的轴向直线运动复合一个绕轴向的旋转运动，将有害摩擦变成有益剪切作用，解决了镦粗变形时摩擦带来的不利影响。目前实际生产应用的高压扭转是压扭变形工艺的一种特殊情况，属于大塑性变形方法，能制备块状超细晶材料；其制备工艺为：变形体在平压头与凹模之间承受约几千MPa的压力作用，同时平压头或凹模旋转，变形体还受到强烈的剪切力作用，从而获得很大塑性变形。这种高压与扭转的复合加载方式产生的剧烈塑性变形能有效地将材料晶粒细化至微纳米量级，获得无疏松孔洞的材料，避免了残留孔隙对材料产生的不良影响。在高压扭转的基础上，有学者对凸模和凹模也做出了改进，例如已公开的中国专利公开号为CN103878196A专利名称为“一种均质高强韧化镁合金杯形构件旋转挤压方法”是一种冲头和凹模底部端面开槽的新型旋转挤压成形方法，该发明方法通过合理的工艺参数控制，杯形件整体上成形效果较好，塑性变形很大，分布相对比较均匀，但同时也存在一些局限，该方法对工艺参数较为敏感，如果工艺参数控制不当，在生产中很容易产生折叠和开裂等缺陷。诸如此类的，目前，国内外已成功开发了上/下工作台旋转的成形液压机，但是利用这些液压机的压扭成形工艺，锻件成形效果并不太理想，容易产生折叠或裂纹等缺陷，在工业生产中应用存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种轻合金杯形件旋转挤压成形方法，目的在于改善镁合金的成形性，获得大塑性变形，提高成形构件的综合力学性能，克服传统旋转挤压成形过程中成形效果不佳，容易产生折叠或裂纹等缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种轻合金杯形件旋转挤压成形方法，包含如下步骤：

(1)、坯料下料；

(2)、均匀化热处理，制备锻压成形所用毛坯；

(3)、成形前准备：将均匀化热处理好的坯料加热到热挤压温度并保温，并将轻合金杯形件旋转挤压成形模具预热至坯料成形温度以上30℃-50℃并保温，将预热保温后的模具安装在液压机上；所述的模具包含冲头、成形凹模、顶杆，冲头为“丁”字形回转件；冲头与坯料接触的那一端为“扇叶”形结构凸台模面；成形凹模为环形回转体；成形凹模内腔侧壁上设有多个弧面凹槽，均布于成形凹模内腔侧壁上，成形凹模内腔侧壁设有一定的拔模斜度；给冲头的工作带及凸台及成形凹模腔内均匀喷抹水基石墨润滑剂，并将加热好的坯料放入成形凹模内腔中，等待挤压变形；