[发明专利]一种用无机胶改善镁合金超塑气胀成形壁厚均匀性的方法

说明书

本发明涉及一种利用无机胶改善镁合金超塑气胀成形件壁厚均匀性的方法，具体包括:利用多个不同粘度的无机胶，或者在镁合金胀形件不同变形区域涂抹不同厚度、相同粘度的无机胶，通过其“粘结”效应使不同变形区域的变形速率均匀化，从而达到对镁合金壁厚均匀性不同的改善效果。选取的无机胶种类为双组分胶，甲组分为水玻璃，乙组分由二氧化硅和氧化铝等混合烧结而成。通过改变水玻璃的含量，可获得不同粘度的胶粘剂。采用本发明的方法可解决镁合金高温气胀成形过程中出现的板料失稳、受力不均匀、减薄率不同、贴模效果差等因素引起的镁合金板料壁厚不均匀现象，进一步提高该工艺的成形效果，操作简单，易于实现，降低成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及金属材料科研领域，具体涉及一种用无机胶改善镁合金超塑气胀成形壁厚均匀性的方法。

背景技术

超塑性成形工艺研究主要以国内外的高校以及航空航天等科研单位进行，主要应用于航空航天领域。航空航天技术是一个国家国防力量的体现，其技术的变革与发展对国防力量的发展有着重要的作用与意义，而航空航天技术的一个难关就是材料及其成形技术。超塑性是材料发生塑性变形的一种特殊行为，一般如果能满足以下几个特点，就可以认为其具有一定的超塑性：①极低的应变速率；②热成形；③有均匀细小的晶粒；④大变形；⑤小应力，无加工硬化；⑥易成形，无回弹；⑦周期短，成本低。现如今超塑气胀成为了超塑性成形工艺中最常应用的工艺。然而在实际生产过程中，由于板料超塑气胀的应力应变不均匀，从而导致胀形件中心变形区域厚度较薄，而且零件的壁厚不均匀会影响整个零件的强度，这对于航天器的结构零件来说是致命的缺陷，所以对超塑气胀成形件的壁厚均匀性控制技术的研究有重要意义。

研究表明，通过控制板料不同变形区域的先后成形过程是改善壁厚均匀性的重要手段之一，近年来许多成形方法，如正反胀形、坯料厚度预成形、覆盖成形、不均匀加热成形、不均匀组织成形、动凸模成形等，作为控制板料不同变形区域的先后成形过程以获得壁厚更均匀材料的有效途径受到了广泛的关注，而在这些方法中，不均匀组织成形方法由于其操作简便，板料不易失稳，成形模具简单等特点具有独特的技术优势获得了大量的应用。然而现有的不均匀组织成形工艺还存在一些诸多问题亟待解决，如大多数情况下，不均匀组织成形工艺都是将变形小的区域的晶粒进行细化，相应的将变形量较大的区域的晶粒进行过热处理，使其晶粒尺寸加大。但是此种方法会使板料内部组织改变，还有可能会发生塑性不够的情况，而这些都造成了该工艺生产率较低，严重制约了其推广与发展，为此有必要针对这些问题对不均匀组织成形工艺进行改进，以进一步提升其工作效果。

无机胶黏剂作为一种粘接的技术手段，解决了大量粘接方面的生产技术关键问题，在高温环境材料的粘接、密封与填充、渗堵漏、涂层、制造高温使用的型材等方面得到了广泛的应用，无机胶黏剂具有很高的粘结度，可以改变板料变形区域在胀形过程中的先后顺序，阻碍中心区域变形，且涂抹无机胶后，可使得板料完全贴合模具，不易失稳。从而使板料变形趋于均匀化，获得壁厚较为均匀的胀形件。因此，本发明拟将无机胶黏剂在工艺中起到的“粘结”以及作为涂层提高板料稳定性的作用应用于镁合金板料的气胀成形工艺中，综合利用无机胶黏剂的涂层以及“粘结”效应，从而提高了镁合金板料在气胀成形过程中的稳定性，改变镁合金板料变形区域的变形顺序，提高壁厚的均匀化效果，从而实现工艺的低成本与高效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用无机胶改善镁合金超塑气胀成形壁厚均匀性的方法，以解决镁合金高温气胀成形过程中出现的板料失稳、受力不均匀、减薄率不同、贴模效果差等因素引起的板料壁厚不均匀现象，进一步提高该工艺的成形效果。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

在镁合金胀形板料的主要变形区域涂抹不同粘度的无机胶黏剂，或者在镁合金板料不同变形区域涂抹相同粘度、不同厚度的无机胶黏剂，从而达到对镁合金壁厚均匀性不同的改善效果；其中无机胶黏剂的合成材料包括硅酸钠、二氧化硅和氧化铝。